Аккумулятор сам себя лечит

22.11.2013

Ученые из Стэнфордского университета впервые разработали электрод, который обладает свойством самозаживления. Это может существенно продлить срок эксплуатации литиево-ионных аккумуляторов для электромобилей, смартфонов и других устройств. Секрет кроется в покрытии электрода эластичным полимером, который стягивает микротрещины в материале электрода, возникающие в процессе эксплуатации аккумулятора.

"Самозаживление играет важнейшую роль в выживании и продолжительности жизни животных и растений, - прокомментировал Чао Ван (Chao Wang), научный сотрудник Стэнфордского университета и один из руководителей проекта. - Поэтому мы решили обеспечить этим свойством литиево-ионные батареи, чтобы они могли работать дольше".

Идея покрытия электрода эластичным полимером возникла у Вана после знакомства с командой лаборатории, которая занимается разработкой электронной кожи для роботов. Используемый для этой цели материал он взял за основу, добавив в полимер наночастицы графита для того, чтобы материал проводил электрический ток.

"Мы обнаружили, что срок эксплуатации кремниевых электродов возрос в 10 раз после того, как мы нанесли на них созданный нами полимер", - рассказал Ван, объяснив, что в течение нескольких часов этот полимер полностью устраняет любые микротрещины в толще электрода.

В лабораторных условиях исследователям удалось выполнить 100 циклов перезарядки аккумулятора без снижения его емкости. Целью же является достижение 500 циклов в случае с аккумулятором для смартфона и 3 тыс. циклов - аккумулятора для электромобиля.

Как объяснили ученые, кремниевый электрод они взяли потому, что кремний является наиболее перспективным материалом для изготовления электродов, так как вмещает в себя огромное число ионов. Однако это свойство имеет и обратную сторону - при каждой зарядке электрод увеличивается в размере максимум в 3 раза, вновь уменьшаясь до номинального размера при разрядке батареи. Этот процесс ведет к быстрому разрушению структуры материала и падению свойств элемента питания.

<< Назад: Проводимость кристалла повышается в 400 раз 23.11.2013

>> Вперед: Принципиально новая компьютерная архитектура 22.11.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Big Data для футболистов 18.03.2014 Аналитические технологии сегодня используются во многих сферах жизни, включая и спорт. Компания SAP предложила сборной Германии по футболу систему анализа, основанную на базе своего продукта SAP HANA. На выставке CeBIT компания показала, как работает подобная система, уже внедренная в немецком футбольном клубе Хоффенхайм (TSG 1988 Hoffenheim). Во время тренировок игрокам надевают датчики, отслеживающие их перемещения по полю, а также другие характеристики и параметры игры. Вся информация анализируется в реальном времени. В результате можно показать, например, в какой угол ворот предпочитает бить тот или иной игрок, предсказать результаты матчей. Но основная цель применения аналитики заключается в улучшении игры команды в целом.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025