Є прогрес у технології Li-S акумуляторів: понад 99%. потужність після 200 циклів

Вчені з Мельбурнського університету (Австралія) оголосили про досягнення у технології стабілізації літій-сірчаних (Li-S) акумуляторів. Їм вдалося створити елементи, які зберігали понад 99 відсотків своєї ємності після 200 циклів роботи та пропонували у багато разів більшу ємність, ніж літій-іонні елементи при тій самій вазі.

Li-S елементи є проблеми, є рішення

Ідея використання сірки в елементах не нова: Li-S батареї вже використовувалися 2008 року на Zephyr-6, який побив рекорд дальності польоту без приземлення. Він міг залишатися в повітрі майже 3,5 дні завдяки легким літій-сірчаним батареям, які живили двигун і самі заряджалися від фотоелектричних батарей (джерело).

Однак у Li-S осередків є одна серйозна вада: витримують до кількох десятків робочих циклівТому що при зарядці катод, зроблений із сірки, збільшує свій обсяг приблизно на 78 відсотків (!), що у 8 разів більше, ніж у графіту в літій-іонних елементах. Набухання катода змушує його кришитися і розчиняти сірку в електроліті.

І чим менший розмір катода, тим менша ємність всього осередку – деградація відбувається негайно.

> Скільки має витримати електромобіль? Скільки років замінює акумулятор електрика? [МИ ВІДПОВІДІМО]

Вчені з Мельбурна вирішили склеїти молекули сірки полімером, але дали їм трохи більше місця, ніж раніше. Частина щільних зв'язків були замінені гнучкими полімерними містками, що дозволило досягти більш високого опору руйнуванню при зміні об'єму - містки склеюють катодні елементи, як гума:

Полімерні містки, що зв'язують структури молекул сірки (c) Мельбурнський університет

Осередки з такими покращеними катодами в кращому варіанті. змогли зберегти 99 відсотків своєї первинної ємності після більш ніж 200 циклів заряджання (Джерело). І вони зберегли найбільшу перевагу сірки: вони зберігають до 5 разів більше енергії на одиницю об'єму, ніж літій-іонні елементи.

Мінуси? Заряджання та розрядка відбувалися при потужності 0,1 C (0,1 x ємність), ще через 200 циклів навіть найкращі рішення впали до 80 відсотків від початкової ємності. Крім того, при більш високих навантаженнях (зарядка/розрядка з потужністю 0,5 C) елементи втрачали 20 відсотків своєї ємності після кількох десятків, щонайбільше трохи більше 100 циклів зарядки.

Є прогрес у технології Li-S акумуляторів: понад 99%. потужність після 200 циклів