Tehnologija baterij Li-S je napredovala: več kot 99 %. moč po 200 ciklih

Znanstveniki z Univerze v Melbournu (Avstralija) so napovedali napredek v tehnologiji stabilizacije litij-žveplovih (Li-S) baterij. Uspeli so ustvariti celice, ki so obdržale več kot 99 odstotkov svoje zmogljivosti po 200 ciklih delovanja in ponujale večkratno zmogljivost litij-ionskih celic za enako težo.

Li-S elementi - so problemi, so rešitve

Ideja o uporabi žvepla v celicah ni nova: Li-S baterije so bile uporabljene že leta 2008 na Zephyr-6, ki je podrl rekord v dosegu nepristajanja. V zraku je lahko ostal skoraj 3,5 dni, zahvaljujoč lahkim litij-žveplovim baterijam, ki so poganjale motor in se polnile iz fotovoltaičnih baterij (vir).

Vendar imajo Li-S celice eno veliko pomanjkljivost: vzdržijo do več deset delovnih ciklovKer pri polnjenju katoda iz žvepla poveča svoj volumen za približno 78 odstotkov (!), kar je 8-krat več kot pri grafita v litij-ionskih celicah. Nabrekanje katode povzroči njeno drobljenje in raztapljanje žvepla v elektrolitu.

In manjša kot je velikost katode, manjša je kapaciteta celotne celice – degradacija se pojavi takoj.

> Kako dolgo naj traja električni avto? Koliko let zamenja električarjeva baterija? [MI BOMO ODGOVORI]

Znanstveniki iz Melbourna so se odločili molekule žvepla zlepiti s polimerom, a so jim dali nekoliko več prostora kot prej. Del tesnih vezi so nadomestili fleksibilni polimerni mostički, kar je omogočilo doseganje večje odpornosti proti uničenju s spremembo prostornine - mostički zlepijo katodne elemente kot gumo:

Polimerni mostovi, ki povezujejo strukture žveplovih molekul (c) Univerza v Melbournu

Celice s tako izboljšanimi katodami so najboljše. so lahko ohranili 99 odstotkov svoje prvotne zmogljivosti po več kot 200 ciklih polnjenja (vir). In ohranili so največjo prednost žvepla: hranijo do 5-krat več energije na enoto prostornine kot litij-ionske celice.

Minusi? Polnjenje in praznjenje sta potekala pri moči 0,1 C (0,1 x zmogljivost), po nadaljnjih 200 ciklih so tudi najboljše rešitve padle na 80 odstotkov prvotne zmogljivosti... Poleg tega so pri višjih obremenitvah (polnjenje/praznjenje pri 0,5 C) celice po več desetinah izgubile 20 odstotkov svoje zmogljivosti, do največ nekaj več kot 100 ciklov polnjenja.

Obstaja napredek v tehnologiji Li-S baterij: več kot 99%. moč po 200 ciklih