Li-S baterijų technologijoje padaryta pažanga: daugiau nei 99 proc. galia po 200 ciklų

Melburno universiteto (Australija) mokslininkai paskelbė apie ličio ir sieros (Li-S) baterijų stabilizavimo technologijos pažangą. Jie sugebėjo sukurti elementus, kurie išlaikė daugiau nei 99 procentus savo talpos po 200 veikimo ciklų ir siūlė daug kartų didesnę talpą nei ličio jonų elementai, esant tam pačiam svoriui.

Li-S elementai – yra problemų, yra sprendimų

Idėja naudoti sierą elementuose nėra nauja: Li-S akumuliatoriai jau buvo naudojami 2008 m. Zephyr-6, kuris sumušė nenusileidimo nuotolio rekordą. Dėl lengvų ličio sieros akumuliatorių, maitinančių variklį ir kraunančių save iš fotovoltinių baterijų (šaltinio), jis galėjo išlikti ore beveik 3,5 dienos.

Tačiau Li-S ląstelės turi vieną didelį trūkumą: atlaiko iki kelių dešimčių darbo ciklųMat kraunant iš sieros pagamintas katodas savo tūrį padidina apie 78 procentais (!), o tai yra 8 kartus daugiau nei grafito ličio jonų elementuose. Katodui patinus, jis subyra ir ištirpsta siera elektrolite.

Ir kuo mažesnis katodo dydis, tuo mažesnė visos ląstelės talpa – degradacija įvyksta iš karto.

> Kiek laiko turėtų tarnauti elektromobilis? Kiek metų keičia elektriko akumuliatorių? [ATSAKYSIME]

Melburno mokslininkai nusprendė sieros molekules suklijuoti polimeru, tačiau suteikė joms šiek tiek daugiau vietos nei anksčiau. Dalis tvirtų jungčių buvo pakeista lanksčiais polimeriniais tilteliais, kurie leido pasiekti didesnį atsparumą sunaikinimui keičiantis tūriui - tilteliai suklijuoja katodo elementus kaip guma:

Polimeriniai tiltai, jungiantys sieros molekulių struktūras (c) Melburno universitetas

Ląstelės su tokiais patobulintais katodais yra geriausios. sugebėjo išlaikyti 99 procentus pradinės talpos po daugiau nei 200 įkrovimo ciklų (šaltinis). Ir jie išlaikė didžiausią sieros pranašumą: sukaupia iki 5 kartų daugiau energijos tūrio vienete nei ličio jonų elementai.

Minusai? Įkrovimas ir iškrovimas vyko esant 0,1 C galiai (0,1 x talpa), po dar 200 ciklų net geriausi sprendimai sumažėjo iki 80 procentų pradinės talpos... Be to, esant didesnei apkrovai (įkraunant / iškraunant 0,5 C temperatūroje), elementai po kelių dešimčių prarado 20 procentų savo talpos, maksimaliai kiek daugiau nei 100 įkrovimo ciklų.

Li-S akumuliatorių technologijos pažanga: daugiau nei 99 proc. galia po 200 ciklų