Нові наночастинки подвоять ємність акумуляторів

Фахівцями «Массачусетського технологічного інституту і університету» був знайдений спосіб триразового збільшення ємності електродів у літій-іонних акумуляторах. Розроблена ними технологія виробництва також дозволить істотно продовжити термін експлуатації батарей і зменшити час їх заряду і розряду. При таких значних перевагах, створений ними електрод з використанням алюміній-титанових наночастинок досить простий у виготовленні. 

Сучасні літій-іонні батареї, які використовуються в мобільних телефонах, ноутбуках концентрують іони в області електрода з позитивним зарядом, виготовленого з графіту. Теоретично для виробництва можуть бути застосовані і інші матеріали з кращими параметрами, але поряд з перевагами альтернативні варіанти мають свої недоліки. Іонний електрод здатний накопичувати в десять разів більшу кількість енергії, ніж графітовий, але він схильний до займання. Кремній або олово також мають у цьому випадку більш високими показниками, але тільки при повільному заряді і розряді.

Велика частина матеріалів мають властивість змінювати свій обсяг, що призводить до деформацій, механічних напруг, що руйнують електроди. Це є основною причиною втрати ємності акумулятором.

Дослідники, про яких говорилося вище, знайшли спосіб усунення здебільшого недоліків сучасних джерел живлення. Основою їх технології стали наночастинки з титанової оболонкою і алюмінієм всередині, здатним розширюватися і стискуватися в допустимих межах. Завдяки цьому алюмінієві наночастинки можуть концентрувати і вивільняти іони, а оболонка з титану захистять електрод від пошкоджень. 

Після тесту вдалося з'ясувати, що оболонки з титану після 500 циклів заряду-розряду стали трохи товщі, а наночастинки з алюмінію зберегли свою форму і не втратили в масі. Електрод забезпечує ємність акумуляторів, не менше 1,2 ампер-години на грам, що в три рази більше, ніж ємність графітового електрода (0,35 ампер-години на грам).