Твердое решение: Раскрывая потенциал литий-серных батарей
Литий-серные батареи давно признаны перспективным направлением развития технологий, но исследователи никак не могли выбраться из технологической ловушки, которую создает использование жидкого электролита: с одной стороны, растворенные в нем ионы служат носителями тока, а с другой — процесс растворения полисульфидов лития приводит к разрушению батареи и быстрому выходу её из строя.
Ученые Национальной лаборатории Оук-Ридж (США) преодолели это препятствие, получив невиданный доселе класс богатых серой материалов, которые можно использовать в качестве анода, и разработав твердый электролит, соединяющий такой анод с традиционным литиевым катодом.
Новые аккумуляторы сохраняют удельную ёмкость 1200 мА·ч/г после 300 циклов зарядки-разрядки при 60 °C. Для сравнения, традиционные литий-ионные аккумуляторы могут похвастаться удельной ёмкостью около 140−179 мА·ч/г. Поскольку литий-серные батареи обеспечивают примерно половину того напряжения, которое могут создать их литий-ионные конкуренты, в пересчете на гравиметрическую плотность энергии можно говорить о четырехкратном превосходстве твердотельной литий-серной технологии.
Твердотельная конструкция также снижает опасность воспламенения, которое может возникнуть при утечке жидкого электролита. Используемая при создании батарей элементарная сера является дешевым веществом, в больших количествах получаемым как побочный продукт переработки нефти.
Исследователи подали заявку на патент и надеются в скором времени проследить путь своего изобретения из лаборатории в промышленность.
По пресс-релизу ORNL