Популярные приложения
Литиевые батареи и новые источники энергии
Технология ZEPTOOLS, позволяющая проводить исследования in situ механизма работы материалов литий-ионных батарей, способствует развитию исследований, разработок и применению высокоэффективных литий-ионных батарей.
Решение
Литий‑ионные аккумуляторы (ЛИА) — неотъемлемая часть современной жизни — широко применяются в портативной электронике, электромобилях и системах накопления энергии для электросетей. При этом свойства анодных материалов оказывают существенное влияние на общие характеристики ЛИА. Кремний (Si), благодаря своей чрезвычайно высокой теоретической емкости и низкому рабочему потенциалу, является одним из наиболее перспективных анодных материалов для следующего поколения высокоэнергетических ЛИА.
Сегнетоэлектрические материалы благодаря своему спонтанному электрическому поляризационному поведению широко применяются в таких областях, как логические вычисления, хранение данных и фотоэлектрический эффект. Как правило, в сегнетоэлектриках несовпадение центров положительного и отрицательного зарядов внутри единичной ячейки приводит к возникновению спонтанной электрической поляризации и, следовательно, к проявлению макроскопической сегнетоэлектричности. В последние годы исследователи обнаружили сегнетоэлектрические свойства также в двумерных слоистых материалах на основе силы Ван-дер-Ваальса. Благодаря целостному сдвигу между слоями такие двумерные сегнетоэлектрики способны осуществлять переключение электрической поляризации при значительно меньшем напряжении, что позволяет устранить недостаток традиционных сегнетоэлектриков — явление «защёлкивания», обеспечивая тем самым заметное преимущество в стойкости к циклическому нагружению.
Сегнетоэлектрические материалы привлекают особое внимание благодаря их спонтанной поляризации и способности к доменной перестройке под воздействием внешнего поля; эти свойства обеспечивают им выдающиеся характеристики в таких областях, как энергонезависимая память, накопление энергии, пьезоэлектрический эффект, термоэлектрический эффект и фотогальванический эффект. В частности, пьезоэлектрический эффект, связанный с преобразованием механической энергии в электрическую и наоборот, широко применяется в ультразвуковых преобразователях, актуаторах и устройствах сбора энергии.
Кейс компании «ZEPTOOLS» по TEM‑ин‑ситу: содействие развитию высокоэффективного накопления натрия
Натрий‑ионные аккумуляторы, благодаря низкой стоимости, высокой безопасности и масштабируемости, рассматриваются как перспективная альтернатива литий‑ионным батареям. Натрий — широко распространённый элемент, который по сравнению с литием обладает преимуществом в плане стоимости в технологиях хранения энергии, особенно в тех областях применения, где не требуются жёсткие ограничения по массе и габаритам.
Литий‑ионные аккумуляторы (ЛИА) — важнейшие устройства для хранения энергии, пользующиеся широким признанием благодаря высокой энергетической плотности и длительному сроку службы. По мере роста спроса на технологии быстрой зарядки разработка электродных материалов с высокими кинетическими характеристиками приобретает особое значение.
Литий‑ионные аккумуляторы благодаря высокой энергетической плотности и длительному сроку службы стали предпочтительным источником питания для портативной электроники и электромобилей. По мере растущего спроса на батареи с ещё более высокой энергетической плотностью учёные приступили к поиску новых материалов для анода, особенно таких элементов, работающих по механизму легирования, как кремний, фосфор, олово, сурьма, висмут и германий.