Аккумулятор с диоксид титановым электродом

Опубликовано 21.09.2011 Ведущий Антон Панкратов

Аккумуляторы, построенные на основе соединений лития, стали сейчас одними из наиболее емких и компактных аккумуляторов получивших широкое распространение. Но недостаточная безопасность и высокая цена ограничивают их использование и подталкивают ученых к работе над созданием следующего поколения аккумуляторов которыми станут титан-литиевые элементы. В них на смену титанат-литиевым электродам приходит диоксид титана ,позволяющий увеличить удельную емкость аккумулятора на 60% при этом используя материал значительно менее дорогой в производстве, более долговечный и позволяющий уменьшить время заряда на 50% емкости за 6 минут в то время как обычная графитовая литий-ионная батарейка за то же время заряжается лишь на 10%.Слой оксида титана толщиной 15 нм был нанесен методом осаждения атомных слоев , после чего белковая матрица была удалена путем обжига при 400ºС в течение часа. В результате удалось получить уникальную трехмерную структуру, состоящую из полых лент (nanoribbons). Достаточно большой размер полостей (порядка 30 нм в высоту и 150 в ширину) обеспечивает свободное проникновение электролита внутрь, что позволяет осуществлять ионный транспорт Li+ как снаружи, так и внутри каналов. Данное преимущество позволяет значительно сократить время зарядки/разрядки устройства. Кроме того, полученный материал обладает значительной удельной емкостью и хорошей циклируемостью благодаря стабильной структуре и высоким значениям ионной и электронной проводимости. Это создает предпосылки для создания высокоэффективных вторичных литиевых батарей нового поколения.