Има напредък в технологията за Li-S батерии: повече от 99%. мощност след 200 цикъла

Учени от университета в Мелбърн (Австралия) обявиха напредък в технологията за стабилизиране на литиево-серни (Li-S) батерии. Те успяха да създадат клетки, които запазиха повече от 99 процента от капацитета си след 200 цикъла на работа и предложиха многократно по-голям капацитет от литиево-йонните клетки за същото тегло.

Li-S елементи - има проблеми, има решения

Идеята за използване на сяра в клетките не е нова: Li-S батериите вече бяха използвани през 2008 г. на Zephyr-6, което счупи рекорда за обхват без кацане. Може да остане във въздуха почти 3,5 дни благодарение на леките литиево-серни батерии, които захранваха двигателя и се зареждаха от фотоволтаични батерии (източник).

Въпреки това, Li-S клетките имат един основен недостатък: издържат до няколко десетки работни цикълаЗащото при зареждане катод, изработен от сяра, увеличава обема си с около 78 процента (!), което е 8 пъти повече от това на графита в литиево-йонните клетки. Подуването на катода води до разпадането му и разтварянето на сярата в електролита.

И колкото по-малък е размерът на катода, толкова по-малък е капацитетът на цялата клетка - разграждането настъпва веднага.

> Колко време трябва да издържи една електрическа кола? Колко години се сменя батерията на електротехник? [ЩЕ ОТГОВОРИМ]

Учените от Мелбърн решават да залепят молекулите на сярата заедно с полимер, но им дават малко повече пространство от преди. Част от плътните връзки бяха заменени от гъвкави полимерни мостове, което позволи да се постигне по-висока устойчивост на разрушаване при промяна на обема - мостовете залепват катодните елементи като гума:

Полимерни мостове, свързващи структурите на серните молекули (c) Университет в Мелбърн

Клетките с такива подобрени катоди са в най-добрия си вид. успяха да запазят 99 процента от първоначалния си капацитет след над 200 цикъла на зареждане (източник). И те са запазили най-голямото предимство на сярата: съхраняват до 5 пъти повече енергия на единица обем от литиево-йонните клетки.

Минуси? Зареждането и разреждането се извършваха при мощност 0,1 C (0,1 x капацитет), след още 200 цикъла дори най-добрите решения са паднали до 80 процента от първоначалния си капацитет... Освен това при по-високи натоварвания (зареждане/разреждане при 0,5 C) клетките губят 20 процента от капацитета си след няколко десетки, до максимум малко над 100 цикъла на зареждане.

Има напредък в технологията на Li-S батериите: над 99%. мощност след 200 цикъла