Postoji napredak u tehnologiji Li-S baterija: više od 99%. snaga nakon 200 ciklusa

Naučnici sa Univerziteta u Melburnu (Australija) objavili su napredak u tehnologiji stabilizacije litijum-sumpornih (Li-S) baterija. Bili su u stanju stvoriti ćelije koje su zadržale više od 99 posto svog kapaciteta nakon 200 ciklusa rada i nudile su višestruko veći kapacitet od litijum-jonskih ćelija za istu težinu.

Li-S elementi - postoje problemi, postoje rješenja

Ideja o korištenju sumpora u ćelijama nije nova: Li-S baterije su već korištene 2008. na Zephyr-6, čime je oboren rekord u dometu neslijetanja. Mogao je ostati u zraku skoro 3,5 dana zahvaljujući laganim litijum-sumpornim baterijama koje su pokretale motor i punile se iz fotonaponskih baterija (izvor).

Međutim, Li-S ćelije imaju jedan veliki nedostatak: izdržati do nekoliko desetina radnih ciklusaJer pri punjenju katoda napravljena od sumpora povećava svoj volumen za oko 78 posto (!), što je 8 puta više od grafita u litijum-jonskim ćelijama. Bubrenje katode uzrokuje njeno raspadanje i otapanje sumpora u elektrolitu.

I što je manja veličina katode, manji je kapacitet cijele ćelije - degradacija se događa odmah.

> Koliko dugo treba da traje električni automobil? Koliko godina električar mijenja bateriju? [MI ĆEMO ODGOVORITI]

Naučnici iz Melburna odlučili su da zalijepe molekule sumpora polimerom, ali su im dali malo više prostora nego prije. Dio čvrstih veza zamijenjen je fleksibilnim polimernim mostovima, što je omogućilo postizanje veće otpornosti na uništavanje s promjenom volumena - mostovi lijepe katodne elemente poput gume:

Polimerni mostovi koji povezuju strukture molekula sumpora (c) Univerzitet u Melburnu

Ćelije sa tako poboljšanim katodama su u najboljem izdanju. uspjeli su zadržati 99 posto svog prvobitnog kapaciteta nakon preko 200 ciklusa punjenja (izvor). I zadržali su najveću prednost sumpora: skladište do 5 puta više energije po jedinici zapremine od litijum-jonskih ćelija.

Minusi? Punjenje i pražnjenje odvijali su se pri snazi od 0,1 C (0,1 x kapacitet), nakon još 200 ciklusa, čak i najbolja rješenja su pala na 80 posto svog prvobitnog kapaciteta... Osim toga, pri većim opterećenjima (punjenje/pražnjenje na 0,5 C), ćelije su izgubile 20 posto svog kapaciteta nakon nekoliko desetina, na maksimalno nešto više od 100 ciklusa punjenja.

Postoji napredak u tehnologiji Li-S baterija: preko 99%. snage nakon 200 ciklusa