Нанобатарейки

Нанобатареи изготовленные — это батареи, с использованием технологии наномасштаба , частицы размером менее 100 нанометров или 10 нанометров. ⁻⁷ метры. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Эти батареи могут быть наноразмерами или могут использовать нанотехнологии в батареях макромасштаба. Наноразмерные батареи можно объединить для работы в качестве макробатареи, например, внутри батареи нанопор . ^{[ 4 ]}

Традиционная технология литий-ионных аккумуляторов использует активные материалы, такие как оксид кобальта или оксид марганца, с частицами размером от 5 до 20 микрометров (от 5000 до 20 000 нанометров – более чем в 100 раз больше наноразмеров). Есть надежда, что наноинженерия устранит многие недостатки нынешних аккумуляторных технологий, такие как увеличение объема и плотность мощности. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}

Фон

Базовая схема работы ионной батареи. Синие стрелки указывают на разрядку. Если обе стрелки поменяют направление, батарея будет заряжаться и тогда эта батарея будет считаться вторичной (перезаряжаемой) батареей .

Батарея преобразует химическую энергию в электрическую и состоит из трех основных частей:

Анод (положительный электрод)
Катод (отрицательный электрод)
Электролит

Анод и катод имеют два разных химических потенциала, которые зависят от реакций, происходящих на обоих концах. Электролит может быть твердым или жидким, обладающим ионной проводимостью. ^{[ 7 ]} Граница между электродом и электролитом называется межфазной границей твердого электролита (SEI). Соединение цепи между электродами приводит к преобразованию химической энергии, накопленной в батарее, в электрическую энергию.

Ограничения современной аккумуляторной технологии

Способность аккумулятора сохранять заряд зависит от его плотности энергии и плотности мощности . Важно, чтобы заряд мог сохраняться и чтобы в аккумуляторе могло сохраняться максимальное количество заряда. Цикличность и расширение объемов также являются важными факторами. Несмотря на то, что существует множество других типов аккумуляторов, нынешняя технология аккумуляторов основана на технологии интеркаляции литий-ионных аккумуляторов , обеспечивающей высокую мощность и плотность энергии, длительный срок службы и отсутствие эффекта памяти. Эти характеристики сделали литий-ионные батареи более предпочтительными по сравнению с другими типами батарей. ^{[ 8 ]} Чтобы улучшить технологию аккумуляторов, необходимо максимизировать способность к циклическому использованию, а также плотность энергии и мощности и свести к минимуму расширение объема.

Во время интеркаляции лития объем электрода расширяется, вызывая механическую деформацию. Механическое напряжение нарушает структурную целостность электрода, вызывая его растрескивание. ^{[ 5 ]} Наночастицы могут уменьшить степень деформации материала, когда батарея подвергается циклическому циклированию, поскольку объемное расширение, связанное с наночастицами, меньше, чем объемное расширение, связанное с микрочастицами. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} Небольшое объемное расширение, связанное с наночастицами, также улучшает обратимость батареи: способность батареи выдерживать множество циклов без потери заряда. ^{[ 6 ]}

В современной технологии литий-ионных аккумуляторов скорость диффузии лития низкая. С помощью нанотехнологий можно достичь более высоких скоростей диффузии. Наночастицам требуются более короткие расстояния для транспортировки электронов, что приводит к более высокой скорости диффузии и более высокой проводимости, что в конечном итоге приводит к большей плотности мощности. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}

Преимущества нанотехнологий

Использование нанотехнологий для производства батарей дает следующие преимущества: ^{[ 9 ]}

Увеличение доступной мощности аккумулятора и уменьшение времени, необходимого для его перезарядки. Эти преимущества достигаются за счет покрытия поверхности электрода наночастицами, что увеличивает площадь поверхности электрода, тем самым позволяя протекать большему току между электродом и химическими веществами внутри батареи. ^{[ 10 ]}
Наноматериалы можно использовать в качестве покрытия для отделения электродов от любых жидкостей в батарее, когда батарея не используется. В современной аккумуляторной технологии жидкости и твердые вещества взаимодействуют, вызывая низкий уровень разряда. Это сокращает срок хранения аккумулятора. ^{[ 11 ]}

Недостатки нанотехнологий

Нанотехнологии создают свои собственные проблемы в области аккумуляторов:

Наночастицы имеют низкую плотность и большую площадь поверхности. Чем больше площадь поверхности, тем больше вероятность возникновения реакций на поверхности с воздухом. Это служит для дестабилизации материалов в батарее. ^{[ 6 ]}^{[ 5 ]}
Из-за низкой плотности наночастиц существует более высокое межчастичное сопротивление, снижающее электропроводность материала. ^{[ 12 ]}
Производство наноматериалов может быть затруднено, что увеличивает их стоимость. Хотя наноматериалы могут значительно улучшить характеристики батареи, их производство может оказаться непомерно дорогостоящим. ^{[ 10 ]}

Активные и прошлые исследования

Было проведено много исследований в области литий-ионных батарей, чтобы максимизировать их потенциал. Чтобы правильно использовать чистые энергетические ресурсы, такие как солнечная энергия , энергия ветра и энергия приливов батареи, способные хранить огромное количество энергии, используемой в сетевых хранилищах энергии , необходимы . Литий-железо-фосфатные электроды исследуются на предмет потенциального применения для хранения энергии в сети. ^{[ 6 ]}

Электромобили — еще одна технология, требующая улучшенных аккумуляторов. ^{[ 13 ]} Аккумуляторы электромобилей в настоящее время требуют длительного времени зарядки, что фактически запрещает их использование в электромобилях для дальних поездок. ^{[ 5 ]}

Наноструктурированные анодные материалы

Графит и SEI

Анод в литий-ионных аккумуляторах почти всегда графитовый . ^{[ 8 ]} Графитовые аноды должны улучшить свою термическую стабильность и обеспечить более высокую мощность. ^{[ 14 ]} Графит и некоторые другие электролиты могут вступать в реакции, которые восстанавливают электролит и создают SEI (межфазу твердого электролита), эффективно снижая потенциал батареи. В настоящее время в SEI исследуются нанопокрытия, способные остановить возникновение этих реакций. ^{[ 8 ]}

В литий-ионных батареях SEI необходим для термостабильности, но препятствует потоку ионов лития от электрода к электролиту. Парк и др. разработали наноразмерное полидофаминовое покрытие, благодаря которому SEI больше не мешает электроду; вместо этого SEI взаимодействует с полидофаминовым покрытием. ^{[ 14 ]}

Графен и другие углеродные материалы

Графен широко изучался на предмет его использования в электрохимических системах, таких как батареи, с момента его первого выделения в 2004 году. ^{[ 15 ]} Графен имеет большую площадь поверхности и хорошую проводимость. ^{[ 16 ]} В современной технологии литий-ионных аккумуляторов двумерные сетки графита препятствуют плавному интеркалированию литий-ионных аккумуляторов; ионы лития должны перемещаться вокруг листов двумерного графита, чтобы достичь электролита. Это замедляет скорость зарядки аккумулятора. Пористые графеновые материалы в настоящее время изучаются для решения этой проблемы. Пористый графен предполагает либо образование дефектов в 2D-листе, либо создание пористой сверхструктуры на основе 3D-графена. ^{[ 15 ]}

В качестве анода графен обеспечит пространство для расширения, так что проблема объемного расширения не возникнет. 3D-графен продемонстрировал чрезвычайно высокую скорость извлечения ионов лития, что указывает на высокую обратимую емкость. ^{[ 15 ]} Кроме того, случайная визуализация графенового анода в виде «карточного домика», показанная ниже, позволит ионам лития храниться не только на внутренней поверхности графена, но также и в нанопорах, которые существуют между отдельными слоями графена. ^{[ 17 ]}

Рачкичини и др. также обозначены недостатки графена и композитов на его основе. Графен имеет большой необратимый механизм на первом этапе литиирования. Поскольку графен имеет большую площадь поверхности, это приведет к большой начальной необратимости. Он предположил, что этот недостаток настолько велик, что ячейки на основе графена «невозможны». ^{[ 17 ]} Исследования графена в анодах все еще проводятся.

Углеродные нанотрубки использовались в качестве электродов для батарей, в которых используется интеркаляция, например, в литий-ионных батареях, с целью повышения емкости. ^{[ 18 ]}

Оксиды титана

Оксиды титана — еще один анодный материал, который исследовался на предмет его применения в электромобилях и системах хранения энергии. ^{[ 6 ]} Однако низкие электронные и ионные способности, а также высокая стоимость оксидов титана доказали, что этот материал невыгоден по сравнению с другими анодными материалами. ^{[ 8 ]}

Аноды на основе кремния

Аноды на основе кремния также были исследованы, а именно на предмет их более высокой теоретической емкости, чем у графита. ^{[ 8 ]}^{[ 19 ]} Аноды на основе кремния имеют высокую скорость реакции с электролитом, низкую объемную емкость и чрезвычайно большое объемное расширение во время циклирования. ^{[ 12 ]} Однако недавняя работа была проведена по уменьшению объемного расширения анодов на основе кремния. Создав сферу проводящего углерода вокруг атома кремния, Лю и др. доказали, что это небольшое структурное изменение оставляет достаточно места для расширения и сжатия кремния, не создавая механической нагрузки на электрод. ^{[ 12 ]}

Наноструктурированные катодные материалы

Углеродные наноструктуры были использованы для увеличения мощности электродов, а именно катода. ^{[ 6 ]}^{[ 20 ]}^{[ 21 ]} В батареях LiSO ₂ углеродное наноструктурирование теоретически позволило увеличить плотность энергии батареи на 70% по сравнению с нынешней технологией литий-ионных батарей. ^{[ 20 ]} В целом было обнаружено, что литиевые сплавы имеют более высокую теоретическую плотность энергии, чем ионы лития. ^{[ 5 ]}

Традиционно LiCoO ₂ использовался в качестве катода в литий-ионных батареях. Первым успешным альтернативным катодом для использования в электромобилях стал LiFePO ₄ . ^{[ 8 ]} LiFePO ₄ продемонстрировал повышенную удельную мощность, более длительный срок службы и повышенную безопасность по сравнению с LiCoO ₂ . ^{[ 8 ]}

Графен

Графен можно использовать для улучшения электропроводности катодных материалов. LiCoO ₂ , LiMn ₂ O ₄ и LiFePO ₄ являются широко используемыми катодными материалами в литий-ионных батареях. Эти катодные материалы обычно смешивают с другими углеродными композитными материалами для улучшения их скоростных характеристик. Поскольку графен имеет более высокую электропроводность, чем другие углеродно-композитные материалы, такие как технический углерод, графен обладает большей способностью улучшать эти катодные материалы в большей степени, чем другие углеродно-композитные добавки. ^{[ 17 ]}

Пиао и др. специально изучал пористый графен по отношению к просто графену. Пористый графен в сочетании с LiFePO ₄ имел преимущество перед простым графеном в сочетании с LiFePO ₄ в плане улучшенной стабильности цикла. ^{[ 15 ]} Пористый графен создает хорошие поровые каналы для диффузии ионов лития и предотвращает накопление частиц LiFePO ₄ . ^{[ 15 ]}

Рачкичини и др. предложил композиты на основе графена в качестве катодов в натрий-ионных батареях . Ионы натрия слишком велики, чтобы поместиться в типичную решетку графита, поэтому графен позволяет ионам натрия интеркалироваться. Графен также был предложен для решения некоторых проблем, связанных с литий-серными батареями . Проблемы, связанные с литий-серными батареями, включают растворение промежуточного продукта в электролите, большое объемное расширение и плохую электропроводность. ^{[ 17 ]} Графен был смешан с серой на катоде в попытке улучшить емкость, стабильность и проводимость этих батарей. ^{[ 17 ]}

Конверсионные электроды

Конверсионные электроды — это электроды, в которых химические ионные связи разрываются и реформируются. Происходит также трансформация кристаллической структуры молекул. ^{[ 22 ]} В конверсионных электродах на каждый ион металла может приходиться три иона лития, тогда как современная технология интеркаляции позволяет разместить только один ион лития на каждый ион металла. ^{[ 6 ]} Более высокое соотношение ионов лития и ионов металлов указывает на увеличение емкости аккумулятора. Недостатком конверсионных электродов является большой гистерезис по напряжению . ^{[ 22 ]}

Картирование

Балке и др. стремится понять механизм интеркаляции литий-ионных батарей на наноуровне. ^{[ 23 ]} Этот механизм понятен на микроуровне, но поведение материи меняется в зависимости от размера материала. Чжу и др. также картируют интеркаляцию ионов лития на наноуровне с помощью сканирующей зондовой микроскопии . ^{[ 24 ]}

Математические модели интеркаляции литиевых батарей рассчитаны и все еще находятся на стадии исследования. ^{[ 25 ]}^{[ 26 ]} Уиттингем предположил, что не существует единого механизма движения ионов лития через электролит батареи. Движение зависело от множества факторов, включая, помимо прочего, размер частиц, термодинамическое или метастабильное состояние батареи, а также от того, протекает ли реакция непрерывно. ^{[ 25 ]} Их экспериментальные данные для LiFePO ₄ – FePO ₄ предполагают движение ионов Li по искривленной траектории, а не по линейному прямому скачку внутри электролита. ^{[ 25 ]}

Механизмы интеркаляции изучены и для поливалентных катионов. Ли и др. изучил и определил правильный механизм интеркаляции для перезаряжаемых цинковых батарей. ^{[ 27 ]}

Растягивающаяся электроника

Эти волокнистые электроды наматываются как пружины, чтобы придать им гибкость. а) — нерастянутая пружина и б) — частично растянутая пружина, что показывает, насколько податливы эти волокна. ^{[ 28 ]}

Также были проведены исследования по использованию пружин из волокон углеродных нанотрубок в качестве электродов. ^{[ 28 ]} LiMn ₂ O ₄ и Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ представляют собой наночастицы, которые использовались в качестве катода и анода соответственно и продемонстрировали способность растягиваться на 300% от их первоначальной длины. Растяжимая электроника может применяться в устройствах хранения энергии и солнечных элементах. ^{[ 28 ]}

Батарейки для печати

Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе успешно разработали «чернила нанотрубок» для производства гибких батарей с использованием технологий печатной электроники . ^{[ 18 ]} Сеть углеродных нанотрубок использовалась в качестве электропроводящих нанопроводов в катоде углеродно-цинковой батареи . Используя чернила из нанотрубок, трубку с углеродным катодом и компоненты электролита из оксида марганца угольно-цинковой батареи можно напечатать в виде различных слоев на поверхности, поверх которых можно напечатать анодный слой цинковой фольги. Эта технология заменяет коллекторы заряда, такие как металлические листы или пленки, случайным набором углеродных нанотрубок. Углеродные нанотрубки добавляют проводимость. ^{[ 18 ]} Могут быть изготовлены тонкие и гибкие батареи толщиной менее миллиметра.

Хотя токи разряда батарей в настоящее время ниже уровня практического использования, нанотрубки в чернилах позволяют заряду проводиться более эффективно, чем в обычной батарее, так что технология нанотрубок может привести к улучшению характеристик батареи. ^{[ 29 ]} Подобная технология применима к солнечным элементам , суперконденсаторам , светодиодам и меткам интеллектуальной радиочастотной идентификации (RFID).

Исследовательские компании

Тошиба

Используя наноматериалы, Toshiba увеличила площадь поверхности лития и расширила узкое место, позволяя частицам проходить через жидкость и быстрее заряжать батарею. Toshiba заявляет, что она протестировала новую батарею, разряжая и полностью заряжая ее тысячу раз при температуре 77 °C, и обнаружила, что она потеряла только один процент своей емкости, что является показателем длительного срока службы батареи. °С Аккумулятор Toshiba имеет толщину 3,8 мм, высоту 62 мм и глубину 35 мм.

A123Системы

Компания A123Systems также разработала коммерческую литий-ионную нанобатарею. A123 Systems утверждает, что их аккумулятор имеет самый широкий температурный диапазон - -30 .. +70 °C . Как и нанобатарея Toshiba, литий-ионные аккумуляторы A123 заряжаются до «большой емкости» за пять минут. Безопасность является ключевой особенностью, рекламируемой технологией A123: на их веб-сайте есть видео испытания на забивание гвоздя, в котором гвоздь забивается через традиционную литий-ионную батарею и литий-ионную батарею A123, где традиционная батарея загорается. и пузырится на одном конце, батарея А123 просто испускает струйку дыма в месте проникновения. Теплопроводность — еще один аргумент в пользу батареи A123: утверждается, что батарея A123 обеспечивает в 4 раза более высокую теплопроводность, чем обычные литий-ионные цилиндрические элементы. Нанотехнология, которую они используют, представляет собой запатентованную технологию нанофосфатов.

Валентность

Также на рынке присутствует компания Valence Technology , Inc. Технология, которую они продают, — это Saphion литий-ионная технология . Как и A123, они используют нанофосфатную технологию и другие активные материалы, чем традиционные литий-ионные батареи.

Альтаир

AltairNano также разработала нанобатарею с минутной перезарядкой. Прогресс, которого, по утверждению Альтаира, добился, заключается в оптимизации наноструктурированного оксида шпинели титаната лития (LTO).

Фотоника США

Компания US Photonics находится в процессе разработки нанобатареи с использованием « экологически чистых » наноматериалов как для анода, так и для катода, а также массивов отдельных наноразмерных контейнеров для ячеек для твердого полимерного электролита. Компания US Photonics получила грант Национального научного фонда SBIR I фазы на разработку технологии нанобатарей.

Сони

В 1991 году была произведена первая литий-ионная батарея на основе кобальта. С момента создания этой первой литий-ионной батареи исследования нанобатарей продолжаются, и Sony продолжает свои шаги в области нанобатарей.

См. также

Ссылки

^ Свенсон, Гейл (20 марта 2012 г.). «Наноэнергетика: предотвращение отказа электролита в наноразмерных литиевых батареях» . НИСТ . Проверено 25 февраля 2017 г.
^ Саттлер, Клаус Д. (1 января 2011 г.). Справочник по нанофизике . CRC Press/Тейлор и Фрэнсис. ISBN 9781420075465 . OCLC 731419474 .
^ Кливленд, Катлер Дж. (1 января 2009 г.). Словарь энергетики . Эльзевир. ISBN 9780080964911 . OCLC 890665370 .
^ Лю, Чаньюань; Джилетт, Элеонора И.; Чен, Синьи; Пирс, Александр Дж.; Козен, Александр С.; Шредер, Маршалл А.; Грегорчик, Кейт Э.; Ли, Санг Бок; Рублофф, Гэри В. (2014). «Универсальный массив нанопоровых батарей». Природные нанотехнологии . 9 (12): 1031–1039. Бибкод : 2014NatNa...9.1031L . дои : 10.1038/nnano.2014.247 . ПМИД 25383515 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Вонг, Кауфуи; Диа, Сара (20 октября 2016 г.). «Нанотехнологии в батареях». Журнал технологий энергетических ресурсов . 139 (1): 014001–014001–6. дои : 10.1115/1.4034860 . ISSN 0195-0738 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я (Джанфранко), Пистойя, Г. (28 марта 2014 г.). Литий-ионные аккумуляторы: достижения и применение . Эльзевир Наука. ISBN 9780444595133 . OCLC 861211281 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Jump up to: ^а ^б Арманд, М.; Тараскон, Ж.-М. (2008). «Создание лучших батарей». Природа . 451 (7179): 652–657. Бибкод : 2008Natur.451..652A . дои : 10.1038/451652a . ПМИД 18256660 . S2CID 205035786 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Лу, Джун; Чен, Цзунхай; Ма, Цзыфэн; Пан, Фэн; Кертисс, Ларри А.; Амин, Халил (2016). «Роль нанотехнологий в разработке аккумуляторных материалов для электромобилей». Природные нанотехнологии . 11 (12): 1031–1038. Бибкод : 2016НатНа..11.1031Л . дои : 10.1038/nnano.2016.207 . ПМИД 27920438 .
^ «Нанобатарея (Нанотехнологическая батарея)» . www.understandingnano.com . Проверено 25 февраля 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б Брюс, Питер Г.; Скросати, Бруно; Тараскон, Жан-Мари (7 апреля 2008 г.). «Наноматериалы для литиевых аккумуляторов». Angewandte Chemie, международное издание . 47 (16): 2930–2946. дои : 10.1002/anie.200702505 . ISSN 1521-3773 . ПМИД 18338357 .
^ Сунита, Кумбхат (11 апреля 2016 г.). Основы нанонауки и нанотехнологий . Джон Уайли и сыновья. ISBN 9781119096115 . OCLC 915499966 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Лю, Нянь; Лу, Женда; Чжао, Цзе; Макдауэлл, Мэтью Т.; Ли, Хён Ук; Чжао, Вентин; Цуй, Йи (2014). «Наноразмерная конструкция на основе граната для анодов литиевых батарей с большим объемом изменения». Природные нанотехнологии . 9 (3): 187–192. Бибкод : 2014НатНа...9..187Л . дои : 10.1038/nnano.2014.6 . ПМИД 24531496 .
^ Хегго, А. (2013). «Применение технологии нанобатарей». Международный журнал по энергетике, технике и энергетике . 4 . doi : 10.12986/IJPEE.2013.010 (неактивен 12 сентября 2024 г.). {{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на сентябрь 2024 г. ( ссылка )
^ Jump up to: ^а ^б Пак, Сон Хё; Ким, Хён Джин; Ли, Джунмин; Чон, Ю Кён; Чхве, Чан Ук; Ли, Хочун (08 июня 2016 г.). «Полидофаминовое покрытие на основе мидий для повышения термической стабильности и скоростных характеристик графитовых анодов в литий-ионных батареях». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 8 (22): 13973–13981. дои : 10.1021/acsami.6b04109 . ISSN 1944-8244 . ПМИД 27183170 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Пяо, Юаньчжэ (01 января 2016 г.). «Получение пористых наноматериалов на основе графена для электрохимических накопителей энергии». Ин Кён, Чонг-Мин (ред.). Наноустройства и схемотехника для применений с низким энергопотреблением и сбора энергии . Серия исследований KAIST. Спрингер Нидерланды. стр. 229–252. дои : 10.1007/978-94-017-9990-4_8 . ISBN 9789401799898 .
^ Гейм, АК; Новоселов, КС (2007). «Возрождение графена». Природные материалы . 6 (3): 183–191. arXiv : cond-mat/0702595 . Бибкод : 2007NatMa...6..183G . дои : 10.1038/nmat1849 . ПМИД 17330084 . S2CID 14647602 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Рачкичини, Ринальдо; Варци, Альберто; Пассерини, Стефано; Скросати, Бруно (2015). «Роль графена в электрохимическом хранении энергии». Природные материалы . 14 (3): 271–279. Бибкод : 2015NatMa..14..271R . дои : 10.1038/nmat4170 . ПМИД 25532074 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Кибеле, А.; Грюнер, Г. (1 октября 2007 г.). «Архитектура батареи на основе углеродных нанотрубок». Письма по прикладной физике . 91 (14): 144104. Бибкод : 2007ApPhL..91n4104K . дои : 10.1063/1.2795328 . ISSN 0003-6951 .
^ Лю, Цзюнь; Копольд, Питер; ван Акен, Питер А.; Майер, Иоахим; Ю, Ян (10 августа 2015 г.). «Природные материалы для хранения энергии через нанотехнологии: устойчивый путь от тростниковых растений к кремниевому аноду для литий-ионных батарей». Angewandte Chemie, международное издание . 54 (33): 9632–9636. дои : 10.1002/anie.201503150 . ISSN 1521-3773 . ПМИД 26119499 .
^ Jump up to: ^а ^б Чон, Гуджин; Ким, Хансу; Пак, Чон Хван; Чон, Джехван; Цзинь, Син; Сон, Джухе; Ким, Бо-Рам; Парк, Мин-Сик; Ким, Джи Ман (28 октября 2015 г.). «Нанотехнологии позволили создать перезаряжаемые батареи Li – SO2: еще один подход к системам постлитий-ионных аккумуляторов». Энергетическая среда. Наука . 8 (11): 3173–3180. дои : 10.1039/c5ee01659b . ISSN 1754-5706 .
^ Ли, Хуэйцяо; Чжоу, Хаошэнь (9 января 2012 г.). «Повышение характеристик литий-ионных аккумуляторов за счет углеродного покрытия: настоящее и будущее». хим. Коммун . 48 (9): 1201–1217. дои : 10.1039/c1cc14764a . ISSN 1364-548X . ПМИД 22125795 .
^ Jump up to: ^а ^б Сивакумар, М.; Прахасини, П.; Субадеви, Р.; Лю, Вэй-Рэнь; Ван, Фу-Мин (29 ноября 2016 г.). «Эффективность «нано» в конверсионном электроде CoV2O6 браннеритового типа для литиевых батарей». РСК Адв . 6 (114): 112813–112818. Бибкод : 2016RSCAd...6k2813S . дои : 10.1039/c6ra20989k . ISSN 2046-2069 .
^ Балке, Н.; Джесси, С.; Морозовская А.Н.; Елисеев Е.; Чанг, Д.В.; Ким, Ю.; Адамчик, Л.; Гарсия, RE; Дадни, Н. (2010). «Наномасштабное картирование диффузии ионов в катоде литий-ионного аккумулятора». Природные нанотехнологии . 5 (10): 749–754. Бибкод : 2010НатНа...5..749Б . дои : 10.1038/nnano.2010.174 . ПМИД 20802493 .
^ Чжу, Цзин; Лу, Ли; Цзэн, Кайян (26 февраля 2013 г.). «Наномасштабное картирование диффузии литий-иона в катоде внутри твердотельной литий-ионной батареи с помощью передовых методов сканирующей зондовой микроскопии». АСУ Нано . 7 (2): 1666–1675. дои : 10.1021/nn305648j . ISSN 1936-0851 . ПМИД 23336441 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Уиттингем, М. Стэнли (10 декабря 2014 г.). «Предельные пределы интеркаляционных реакций для литиевых батарей». Химические обзоры . 114 (23): 11414–11443. дои : 10.1021/cr5003003 . ISSN 0009-2665 . ПМИД 25354149 .
^ Аллу, С; Калнаус, С; Шимунович, С; Нанда, Дж; Тернер, Дж.А.; Паннала, С (2016). «Трехмерная мезо-макроскопическая модель литий-ионных интеркаляционных батарей». Журнал источников энергии . 325 : 42–50. Бибкод : 2016JPS...325...42A . дои : 10.1016/j.jpowsour.2016.06.001 . ОСТИ 1261302 .
^ Ли, Боын; Ли, Хэ Ри; Ким, Хэсик; Чунг, Кён Юн; Чо, Бён Вон; О, Си Хён (21 мая 2015 г.). «Выяснение механизма интеркаляции ионов цинка в α-MnO2 для аккумуляторных цинковых батарей». хим. Коммун . 51 (45): 9265–9268. дои : 10.1039/c5cc02585k . ISSN 1364-548X . ПМИД 25920416 . S2CID 11196602 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Чжан, Е; Бай, Вэньюй; Ченг, Сюньлян; Рен, Цзин; Венг, Вэй; Чен, Пейнинг; Фанг, Синь; Чжан, Чжитао; Пэн, Хуэйшэн (22 декабря 2014 г.). «Гибкие и растягивающиеся литий-ионные аккумуляторы и суперконденсаторы на основе электропроводящих пружин из углеродных нанотрубок». Angewandte Chemie, международное издание . 53 (52): 14564–14568. дои : 10.1002/anie.201409366 . ISSN 1521-3773 . ПМИД 25358468 . S2CID 22861827 .
^ «Нанотрубка запутывает аккумуляторы для печати» . Новый учёный . Проверено 25 февраля 2017 г.

Внешние ссылки

[1] Свенсон, Гейл (20 марта 2012 г.). «Наноэнергетика: предотвращение отказа электролита в наноразмерных литиевых батареях» . НИСТ . Проверено 25 февраля 2017 г.

[2] Саттлер, Клаус Д. (1 января 2011 г.). Справочник по нанофизике . CRC Press/Тейлор и Фрэнсис. ISBN 9781420075465 . OCLC 731419474 .

[3] Кливленд, Катлер Дж. (1 января 2009 г.). Словарь энергетики . Эльзевир. ISBN 9780080964911 . OCLC 890665370 .

[4] Лю, Чаньюань; Джилетт, Элеонора И.; Чен, Синьи; Пирс, Александр Дж.; Козен, Александр С.; Шредер, Маршалл А.; Грегорчик, Кейт Э.; Ли, Санг Бок; Рублофф, Гэри В. (2014). «Универсальный массив нанопоровых батарей». Природные нанотехнологии . 9 (12): 1031–1039. Бибкод : 2014NatNa...9.1031L . дои : 10.1038/nnano.2014.247 . ПМИД 25383515 .

[:2-5] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Вонг, Кауфуи; Диа, Сара (20 октября 2016 г.). «Нанотехнологии в батареях». Журнал технологий энергетических ресурсов . 139 (1): 014001–014001–6. дои : 10.1115/1.4034860 . ISSN 0195-0738 .

[:3-6] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я (Джанфранко), Пистойя, Г. (28 марта 2014 г.). Литий-ионные аккумуляторы: достижения и применение . Эльзевир Наука. ISBN 9780444595133 . OCLC 861211281 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[:13-7] Jump up to: ^а ^б Арманд, М.; Тараскон, Ж.-М. (2008). «Создание лучших батарей». Природа . 451 (7179): 652–657. Бибкод : 2008Natur.451..652A . дои : 10.1038/451652a . ПМИД 18256660 . S2CID 205035786 .

[:7-8] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Лу, Джун; Чен, Цзунхай; Ма, Цзыфэн; Пан, Фэн; Кертисс, Ларри А.; Амин, Халил (2016). «Роль нанотехнологий в разработке аккумуляторных материалов для электромобилей». Природные нанотехнологии . 11 (12): 1031–1038. Бибкод : 2016НатНа..11.1031Л . дои : 10.1038/nnano.2016.207 . ПМИД 27920438 .

[9] «Нанобатарея (Нанотехнологическая батарея)» . www.understandingnano.com . Проверено 25 февраля 2017 г.

[:1-10] Jump up to: ^а ^б Брюс, Питер Г.; Скросати, Бруно; Тараскон, Жан-Мари (7 апреля 2008 г.). «Наноматериалы для литиевых аккумуляторов». Angewandte Chemie, международное издание . 47 (16): 2930–2946. дои : 10.1002/anie.200702505 . ISSN 1521-3773 . ПМИД 18338357 .

[11] Сунита, Кумбхат (11 апреля 2016 г.). Основы нанонауки и нанотехнологий . Джон Уайли и сыновья. ISBN 9781119096115 . OCLC 915499966 .

[:8-12] Jump up to: ^а ^б ^с Лю, Нянь; Лу, Женда; Чжао, Цзе; Макдауэлл, Мэтью Т.; Ли, Хён Ук; Чжао, Вентин; Цуй, Йи (2014). «Наноразмерная конструкция на основе граната для анодов литиевых батарей с большим объемом изменения». Природные нанотехнологии . 9 (3): 187–192. Бибкод : 2014НатНа...9..187Л . дои : 10.1038/nnano.2014.6 . ПМИД 24531496 .

[13] Хегго, А. (2013). «Применение технологии нанобатарей». Международный журнал по энергетике, технике и энергетике . 4 . doi : 10.12986/IJPEE.2013.010 (неактивен 12 сентября 2024 г.). {{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на сентябрь 2024 г. ( ссылка )

[:9-14] Jump up to: ^а ^б Пак, Сон Хё; Ким, Хён Джин; Ли, Джунмин; Чон, Ю Кён; Чхве, Чан Ук; Ли, Хочун (08 июня 2016 г.). «Полидофаминовое покрытие на основе мидий для повышения термической стабильности и скоростных характеристик графитовых анодов в литий-ионных батареях». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 8 (22): 13973–13981. дои : 10.1021/acsami.6b04109 . ISSN 1944-8244 . ПМИД 27183170 .

[:10-15] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Пяо, Юаньчжэ (01 января 2016 г.). «Получение пористых наноматериалов на основе графена для электрохимических накопителей энергии». Ин Кён, Чонг-Мин (ред.). Наноустройства и схемотехника для применений с низким энергопотреблением и сбора энергии . Серия исследований KAIST. Спрингер Нидерланды. стр. 229–252. дои : 10.1007/978-94-017-9990-4_8 . ISBN 9789401799898 .

[16] Гейм, АК; Новоселов, КС (2007). «Возрождение графена». Природные материалы . 6 (3): 183–191. arXiv : cond-mat/0702595 . Бибкод : 2007NatMa...6..183G . дои : 10.1038/nmat1849 . ПМИД 17330084 . S2CID 14647602 .

[:11-17] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Рачкичини, Ринальдо; Варци, Альберто; Пассерини, Стефано; Скросати, Бруно (2015). «Роль графена в электрохимическом хранении энергии». Природные материалы . 14 (3): 271–279. Бибкод : 2015NatMa..14..271R . дои : 10.1038/nmat4170 . ПМИД 25532074 .

[:0-18] Jump up to: ^а ^б ^с Кибеле, А.; Грюнер, Г. (1 октября 2007 г.). «Архитектура батареи на основе углеродных нанотрубок». Письма по прикладной физике . 91 (14): 144104. Бибкод : 2007ApPhL..91n4104K . дои : 10.1063/1.2795328 . ISSN 0003-6951 .

[19] Лю, Цзюнь; Копольд, Питер; ван Акен, Питер А.; Майер, Иоахим; Ю, Ян (10 августа 2015 г.). «Природные материалы для хранения энергии через нанотехнологии: устойчивый путь от тростниковых растений к кремниевому аноду для литий-ионных батарей». Angewandte Chemie, международное издание . 54 (33): 9632–9636. дои : 10.1002/anie.201503150 . ISSN 1521-3773 . ПМИД 26119499 .

[:12-20] Jump up to: ^а ^б Чон, Гуджин; Ким, Хансу; Пак, Чон Хван; Чон, Джехван; Цзинь, Син; Сон, Джухе; Ким, Бо-Рам; Парк, Мин-Сик; Ким, Джи Ман (28 октября 2015 г.). «Нанотехнологии позволили создать перезаряжаемые батареи Li – SO2: еще один подход к системам постлитий-ионных аккумуляторов». Энергетическая среда. Наука . 8 (11): 3173–3180. дои : 10.1039/c5ee01659b . ISSN 1754-5706 .

[21] Ли, Хуэйцяо; Чжоу, Хаошэнь (9 января 2012 г.). «Повышение характеристик литий-ионных аккумуляторов за счет углеродного покрытия: настоящее и будущее». хим. Коммун . 48 (9): 1201–1217. дои : 10.1039/c1cc14764a . ISSN 1364-548X . ПМИД 22125795 .

[:6-22] Jump up to: ^а ^б Сивакумар, М.; Прахасини, П.; Субадеви, Р.; Лю, Вэй-Рэнь; Ван, Фу-Мин (29 ноября 2016 г.). «Эффективность «нано» в конверсионном электроде CoV2O6 браннеритового типа для литиевых батарей». РСК Адв . 6 (114): 112813–112818. Бибкод : 2016RSCAd...6k2813S . дои : 10.1039/c6ra20989k . ISSN 2046-2069 .

[23] Балке, Н.; Джесси, С.; Морозовская А.Н.; Елисеев Е.; Чанг, Д.В.; Ким, Ю.; Адамчик, Л.; Гарсия, RE; Дадни, Н. (2010). «Наномасштабное картирование диффузии ионов в катоде литий-ионного аккумулятора». Природные нанотехнологии . 5 (10): 749–754. Бибкод : 2010НатНа...5..749Б . дои : 10.1038/nnano.2010.174 . ПМИД 20802493 .

[24] Чжу, Цзин; Лу, Ли; Цзэн, Кайян (26 февраля 2013 г.). «Наномасштабное картирование диффузии литий-иона в катоде внутри твердотельной литий-ионной батареи с помощью передовых методов сканирующей зондовой микроскопии». АСУ Нано . 7 (2): 1666–1675. дои : 10.1021/nn305648j . ISSN 1936-0851 . ПМИД 23336441 .

[:5-25] Jump up to: ^а ^б ^с Уиттингем, М. Стэнли (10 декабря 2014 г.). «Предельные пределы интеркаляционных реакций для литиевых батарей». Химические обзоры . 114 (23): 11414–11443. дои : 10.1021/cr5003003 . ISSN 0009-2665 . ПМИД 25354149 .

[26] Аллу, С; Калнаус, С; Шимунович, С; Нанда, Дж; Тернер, Дж.А.; Паннала, С (2016). «Трехмерная мезо-макроскопическая модель литий-ионных интеркаляционных батарей». Журнал источников энергии . 325 : 42–50. Бибкод : 2016JPS...325...42A . дои : 10.1016/j.jpowsour.2016.06.001 . ОСТИ 1261302 .

[27] Ли, Боын; Ли, Хэ Ри; Ким, Хэсик; Чунг, Кён Юн; Чо, Бён Вон; О, Си Хён (21 мая 2015 г.). «Выяснение механизма интеркаляции ионов цинка в α-MnO2 для аккумуляторных цинковых батарей». хим. Коммун . 51 (45): 9265–9268. дои : 10.1039/c5cc02585k . ISSN 1364-548X . ПМИД 25920416 . S2CID 11196602 .

[:4-28] Jump up to: ^а ^б ^с Чжан, Е; Бай, Вэньюй; Ченг, Сюньлян; Рен, Цзин; Венг, Вэй; Чен, Пейнинг; Фанг, Синь; Чжан, Чжитао; Пэн, Хуэйшэн (22 декабря 2014 г.). «Гибкие и растягивающиеся литий-ионные аккумуляторы и суперконденсаторы на основе электропроводящих пружин из углеродных нанотрубок». Angewandte Chemie, международное издание . 53 (52): 14564–14568. дои : 10.1002/anie.201409366 . ISSN 1521-3773 . ПМИД 25358468 . S2CID 22861827 .

[29] «Нанотрубка запутывает аккумуляторы для печати» . Новый учёный . Проверено 25 февраля 2017 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]