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

 

Дивидюк
Дивидюк

Дистанционный лекторий ФНМ МГУ
Опубликованы приглашения на 4 интересные лекции онлайн лектория проекта дистанционного образования факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова на ближайшую неделю.

Евгений Кац: Перовскит, загадка названия и история открытия
28 мая 2020 г. в 18:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоялась онлайн лекция известного ученого, профессора Евгения Каца (Ben-Gurion University of the Negev) "Перовскит, загадка названия и история открытия", который известен не только своими выдающимися научными достижениями в области химии твердого тела, углеродных наноматериалов, перовскитной фотовольтаики, но и большим вкладом в популяризацию науки.

М.Гретцель "The stunning rise of perovskite solar cells"
28 мая 2020 г. в 19:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоялась онлайн лекция всемирно известного ученого, профессора М.Гретцеля (Федеральная политехническая школа Лозанны) "The stunning rise of perovskite solar cells".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии
Гудилин Е.А., Горбунова Ю.Г., Калмыков С.Н.
Отделение химии и наук о материалах РАН, а также химический факультет и факультет наук о материалах МГУ инициируют реализацию открытого образовательного проекта «Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии». В рамках проекта ведущие ученые, члены Российской и международных Академий, видные представители вузовской науки прочитают тематические образовательные лекции по химии, науках о материалах, современным подходам в биологии и медицине. Видеозаписи лекций будут размещены в открытом доступе и могут быть использованы ВУЗами в основной и дополнительной образовательных программах, а также для самоподготовки и мотивации студентов и аспирантов на будущие научные достижения.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.