Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. Микрофотография алюминиевых наностержней, полученная с помощью АСМ.
Рисунок 2. Алюминиевые наностержни с нанесенным на них слоем оксида титана. Видно, что пленка закрывает конец трубки (a) и покрывает область между трубками (b). Стоит отметить, что между алюминиевыми нанотрубками и пленкой диоксида титана образовался оксид алюминия, что обеспечивает дополнительную защиту нанотрубок.
Рисунок 3.Третий и четвертый циклы заряда-разряда при силе тока 1мкА.
Рисунок 4. Изменение электрохимической емкости при циклировании для двумерного и трехмерного электродов. Циклы заряда-разряда проводились при силе тока 1мкА.

Трехмерные электроды для литий-ионных аккумуляторов

Ключевые слова:  аккумуляторы, диоксид титана, материаловедение, химический источник тока

Опубликовал(а):  Шуваев Сергей Викторович

11 июля 2009

В последнее десятилетие литий-ионные батареи все более уверенно занимают новые позиции на рынке: почти каждый носит в кармане мобильный телефон, оснащенный подобным источником питания. Достаточно перспективным является новый класс химических источников тока с так называемой "трехмерной архитектурой" электрода.

Свой метод создания трехмерного анода тонкопленочных литий-ионных батарей был предложен коллективом авторов из США и Швеции. Основная мысль их работы заключается в том, чтобы на алюминиевые наностержни (рисунок 1) нанести однородный слой диоксида титана методом осаждения атомных слоев (ALD - atomic layer deposition). Этот метод, предложенный в свое время российскими учеными, был выбран далеко не случайно, поскольку малое расстояние между наностержнями (20-50 нм) не позволяет получить гладкую пленку (слой) на каждом из них другими методами. Непосредственно сам метод осаждения атомных слоев состоит из 4 этапов. В течение первого этапа с помощью азота вводится TiI4, абсорбирующийся на поверхности. В течение второго этапа реакционная область очищается, продуванием азота, для удаления йода и избытка TiI4. В течение третьего этапа в сферу реакции вводится водяной пар, который реагирует с адсорбированным TiI4 c образованием TiO2 и HI. И, наконец, на четвертом, заключительном, этапе через реакционную область продувается азот для удаления HI и избытка водяного пара.

Для оценки электрохимических свойств полученного электрода была собрана измерительная ячейка с использованием полученного наноструктурированного электрода в качестве анода. Результаты экспериментов по зарядке-разрядке такой батареи при постоянном токе представлены на рисунке 3. Авторы теоретически рассчитали, что емкость "двумерного" анода, в котором TiO2 нанесен на гладкую поверхность, должна быть в 10 раз меньше емкости полученного трехмерного анода (0.0112 мА-ч см-2 против 0.0011 мА-ч см-2). Как видно из рисунка 4, теория хорошо согласуется с экспериментом (разумеется, стоит отметить, что, конечно, общая емкость с учетом массы самих алюминиевых стержней и подложки будет существенно меньше. :-)))


Источник: Nano Letters



Комментарии
Сергей Викторович, будьте добры выбирать для пересказа только те статьи, по теме которых Вы хоть что-то читали раньше.
Ну на то и есть редактор, чтобы править! Хотя, возможно, и чересчур много! Это мой первый перевод на эту тему, поэтому без огрехов не смог обойтись. Во время перевода других статей по неизвестной мне тематике я всегда обращаюсь к другим источникам. Но в этот раз я ничего толкового найти не смог. Поэтому я и понадеялся на помощь людей, которые этим профессионально занимаются. Хотя я себя ни в коем случае не оправдываю! В следующий раз отнесусь более серьезно к переводу!
Спасибо за конструктивный подход. В сети материалов по литий-ионным аккумуляторам так много, что быстро найти нужное действительно непросто. Однако выручает проверенный рецепт: если нет других вариантов - читаем Википедию. Но лучше не на русском, а на английском: http://en.wi...ion_battery
И вот еще источник, очень понятный и полезный: http://batte...partone.htm
Спасибо! Всегда полезно конструктивное общение со старшими!
Смесь паров воды и хлороводорода - мощнейший коррозионный агент. Думаю, что HI ненамного ему уступает. Отсюда вопросы:
Как вообще уцелели алюминиевые стержни?
Насколько плотное сцепление двуокиси титана и оксида алюминия?
При окислении алюминия объём материала растёт - насколько механически прочной получается такая система?

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Танцующая магнитная жидкость (полная версия)
Танцующая магнитная жидкость (полная версия)

Интервью с участниками, авторами задач и организаторами XIII Олимпиады
Предлагаем ознакомиться с подборкой видеороликов - миниинтервью, взятых в течение очного тура XIII Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" (25 - 30 марта 2019 года).

Неделя Олега Лосева
Портал RSCI.RU и инициаторы проведения "Недель Олега Лосева" приглашают все вузы и факультеты физико-технологического и радиоэлектронного профиля к участию в первой Неделе Олега Лосева в Рунете, посвященной Олегу Владимировичу Лосеву - признанному пионеру полупроводниковой электроники и оптоэлектроники.

Магистратура Московского университета по химической технологии
Химический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова объявляет о приеме в магистратуру "Химическая технология" для подготовки специалистов в области полимерных композиционных материалов, углеродных материалов, защитных покрытий.

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
Семенова Анна Александровна
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.