Нова літій-сірчана батарея дешевше і надійніше літій-іонних

Новий тип літій-сірчаного акумулятора може стати більш ефективним, безпечним і дешевим, ніж сучасні літій-іонні батареї, вважають дослідники Університету Пенсільванії. Прототип, виготовлений ними, витримує 1000 циклів заряду/розряду з хорошим збереженням ємності.

«Ми продемонстрували цей метод на дисковому акумуляторі, - говорить професор Дунхай Ван. - Але, я думаю, батарею можна буде зробити досить потужною для стільникових телефонів, дронів і навіть електромобілів». Літій-сірчані батареї можуть стати новим поколінням акумуляторів, але вони не позбавлені недоліків. По-перше, у літію низька ефективність в плані переносу заряду, а по-друге, літієві батареї схильні до появи дендритів - деревовидних кристалічних структур, які можуть стати причиною пожежі.

В процесі створення своєї батареї вчені застосували ефірний електроліт з полімерними домішками, що містять сірку, вуглецевий катод з сіркою і літієвий анод. Органічна сірка в електроліті формує міжфазовий шар. Як межфазний шар був використаний гнучкий електроліт, обрамлений органосульфідами і органополісульфідами з неорганічними солями літію. Органічна сірка служить пластифікатором в міжфазному шарі і покращує його механічну гнучкість і міцність. Міжфазний шар дозволяє літію осідати без появи дендритів. Ефективність такої батареї становить 99% після 400 циклів заряду/розряду, пише Futurity.

«Нам потрібен був якийсь бар'єр на літії в літій-металевій батареї, інакше вона реагує з усім, чим можна, - каже Ван. - Потенційно ми можемо подвоїти щільність енергії звичайних батарей постійного струму за допомогою літій-сірчаних батарей з гібридним ограносульфідним/органополісульфідним шаром».

Проблему зниження ємності літій-сірчаних батарей вирішують вчені Лабораторії Берклі. Вони з'ясували, що карагенан, похідний продукт морських водоростей, поводиться як стабілізатор, підвищуючи циркуляцію і довговічність.