Există progrese în tehnologia bateriilor Li-S: peste 99%. putere după 200 de cicluri

Oamenii de știință de la Universitatea din Melbourne (Australia) au anunțat progrese în tehnologia de stabilizare a bateriilor cu litiu-sulf (Li-S). Au fost capabili să creeze celule care au păstrat mai mult de 99 la sută din capacitatea lor după 200 de cicluri de funcționare și au oferit de multe ori capacitatea celulelor cu ioni de litiu pentru aceeași greutate.

Elemente Li-S - există probleme, există soluții

Ideea utilizării sulfului în celule nu este nouă: bateriile Li-S au fost deja folosite în 2008 pe Zephyr-6, care a doborât recordul pentru intervalul de non-aterizare. Ar putea rămâne în aer timp de aproape 3,5 zile datorită bateriilor ușoare cu litiu-sulf care alimentau motorul și s-au încărcat singuri din bateriile fotovoltaice (sursă).

Cu toate acestea, celulele Li-S au un dezavantaj major: rezista la câteva zeci de cicluri de lucruPentru că la încărcare, un catod din sulf își mărește volumul cu aproximativ 78 la sută (!), ceea ce este de 8 ori mai mult decât cel al grafitului din celulele cu ioni de litiu. Umflarea catodului face ca acesta să se prăbușească și să dizolve sulful din electrolit.

Și cu cât dimensiunea catodului este mai mică, cu atât capacitatea întregii celule este mai mică - degradarea are loc imediat.

> Cât ar trebui să dureze o mașină electrică? Câți ani înlocuiește bateria unui electrician? [Vom răspunde]

Oamenii de știință din Melbourne au decis să lipească moleculele de sulf împreună cu un polimer, dar le-au oferit puțin mai mult spațiu decât înainte. O parte din legăturile strânse au fost înlocuite cu punți polimerice flexibile, ceea ce a făcut posibilă obținerea unei rezistențe mai mari la distrugere cu o schimbare a volumului - punțile lipesc elementele catodice precum cauciucul:

Punți polimerice care leagă structurile moleculelor de sulf (c) Universitatea din Melbourne

Celulele cu astfel de catozi îmbunătățiți sunt cel mai bun. au reușit să-și mențină 99% din capacitatea inițială după peste 200 de cicluri de încărcare (o sursă). Și au păstrat cel mai mare avantaj al sulfului: stochează de până la 5 ori mai multă energie pe unitate de volum decât celulele cu ioni de litiu.

Minusuri? Încărcarea și descărcarea au avut loc la o putere de 0,1 C (0,1 x capacitate), după alte 200 de cicluri, chiar și cele mai bune soluții au scăzut la 80% din capacitatea lor inițială... În plus, la sarcini mai mari (încărcare/descărcare la 0,5 C), celulele și-au pierdut 20 la sută din capacitate după câteva zeci, cel mult puțin peste 100 de cicluri de încărcare.

Există progrese în tehnologia bateriilor Li-S: peste 99%. putere după 200 de cicluri