Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Перспективы Li-ion аккумуляторов

Ключевые слова:  литий-ионные аккумуляторы

Автор(ы): Е. В. Антипов

Опубликовал(а):  Палии Наталия Алексеевна

09 октября 2019

Химик Евгений Антипов о различных типах аккумуляторов, использовании неустойчивых материалов и электромобилях

Когда возникли литий-ионные аккумуляторы? Какова история развития рынка их использования? Какими были проблемы первых Li-ion аккумуляторов? И каковы перспективы развития этой технологии? Об этом рассказывает доктор химических наук Евгений Антипов.

Аккумулятор — это устройство, преобразующее энергию химической реакции в электрическую, с помощью которой совершается полезная работа. Сегодня, когда остро стоит вопрос о конечной исчерпаемости ископаемых источников энергии, развиваются способы ее генерации с помощью солнечной, ветровой и любой альтернативной энергетики, и в силу цикличности работы этих устройств, генерирующих энергию, встает проблема необходимости создания запасов энергии, чтобы использовать ее в нужный момент. С другой стороны, важными являются вопросы экологии и существенное продвижение в решении проблем в этой области, например возможность перевода в далекой перспективе всего вида транспорта на электрическую энергию. В этом случае аккумуляторы и топливные элементы будут играть очень важную роль.

Материалы, на основе которых делались первые типы литий-ионных аккумуляторов, обладали очень низкой устойчивостью. Они могли при определенных условиях взорваться, так как в них накапливалось достаточно много энергии, а катодные материалы, которые использовались в этих аккумуляторах, при определенном протекании процесса становились крайне неустойчивыми и выделяли кислород. При перезаряде, когда в устройство вкачивали слишком много энергии, происходило окисление с пламенем и взрывом органического электролита. Работая в Америке, Джон Гуденаф открыл новое соединение, которое может применяться в литий-ионных аккумуляторах для быстрого аккумулирования генерации энергии при обратном процессе. Это материал на основе литий-железо-фосфата (LiFePO4), который, в отличие от LiCoO2, не содержит ядовитых элементов (кобальт — ядовитый элемент). Кобальт также дорогой элемент по сравнению с железом. Но, самое главное, новый материал является безопасным.

Величина удельной энергии на единицу массы для современных Li-ion аккумуляторов составляет порядка 200 Вт·ч/кг, а, например, для свинцово-кислотных аккумуляторов — порядка 30 Вт·ч/кг. В 2011 году стали производиться и вышли на рынок электромобили Nissan LEAF, которые обеспечивают порядка 150 км пробега и имеют аккумуляторы массой 300 кг с удельной энергией 80 Вт·ч/кг. Если на смену этим аккумуляторам придут новые, с удельной энергией в 200 Вт·ч/кг, то пробег увеличится со 150 км до 400.


В статье использованы материалы: Постнаука


Средний балл: 10.0 (голосов 1)

 



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

 

Сферическая частица оксида титана
Сферическая частица оксида титана

Школа PI SCAMT: Стань руководителем глобальной лаборатории
Университет ИТМО приглашает принять участие в Школе PI. Школа PI - это возможность узнать как из точки А "молодой кандидат наук" дойти до точки Б "научный руководитель". За 1 неделю вы узнаете об этапах организации успешной исследовательской группы в России и разработаете дорожную карту построения своей собственной лаборатории. Школа PI подходит для кандидатов наук, защитивших диссертацию в области естественных наук не ранее 2015 года. Прием заявок до 1 мая 2021 г.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Новые титансодержащие комплексы для водородных
аккумуляторов. Зеленая электроника: мягкий актуатор из венериной мухоловки. Шелковичные черви создают новые нанокомпозиты in vivo. Конференции

В магистратуру МГУ - без экзаменов, юбилейная универсиада
Универсиада МГУ - уникальный конкурс, впервые проводимый в новом формате, который охватывает широкий диапазон участников – студентов и выпускников специалитета, бакалавриата, магистратуры, аспирантов, молодых ученых. Конкурс рассчитан на поддержку талантливой молодежи, мотивацию дальнейшего развития научно-исследовательской карьеры, пропаганду научных знаний, активное вовлечение участников в обмен мнениями и равноправное соревнование со своими сверстниками и коллегами на международном уровне, а также поступление в бесплатную магистратуру МГУ без экзаменов по результатам Универсиады.

Спинтроника и iPod
В.В.Уточникова
В 1988 году Альберт Ферт и Петер Грюнберг независимо друг от друга обнаружили, что электросопротивление композитов, составленных из чередующихся слоев магнитного и немагнитного металла может невероятно сильно меняться при приложении магнитного поля. В течение десятилетия это, казалось бы, эзотерическое наблюдение революционным образом изменило электронную промышленность, позволяя накапливать на жестких дисках все возрастающий объем информации.

ДНК правит компьютером
Бидыло Тимофей Иванович
Наиболее вероятно, что главным революционным отличием процессоров будущего станут объемная (3D) архитектура и наноразмер составляющих, что позволит головокружительно увеличить количество элементов. Сегодня кремниевые технологии приближаются к своему технологическому пределу, и ученые ищут адекватную замену кремниевой логике. Клеточные автоматы, спиновые транзисторы, элементы логики на молекулах, транзисторы на нанотрубках, ДНК-вычисления…

Будущее техники отразилось в идеальном нанозеркале
Кушнир Сергей Евгеньевич
Свыше 99,9% падающего излучения отражает новое зеркало, построенное физиками США. А ведь толщина его составляет всего-то 0,23 микрометра. Специалисты говорят, что новинка способна улучшить параметры многих компьютерных устройств, где применяется лазерная оптика.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

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!



 
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.