Литий-серные аккумуляторы сделали более долговечными и емкими

Ученые из Японии разработали твердый электролит для литий-серных батарей. На его основе можно создавать аккумуляторы, вдвое превосходящие литий-ионные батареи по плотности хранения энергии. Описание разработки опубликовал научный журнал Advanced Functional Materials.

«Мы показали, что твердые электролиты, хорошо сопротивляющиеся окислению, позволяют резко повысить емкость литий-серных батарей. Они позволят создать полностью твердотельные источники питания, способные запасать в себе по 400-500 ватт-час энергии на каждый килограмм массы», — пишут исследователи.

Основной источник питания для всех автономных электрических устройств, начиная с различных гаджетов и заканчивая межпланетными зондами и промышленными инструментами, – это литий-ионные аккумуляторы. Несмотря на все плюсы, у них есть ряд недостатков, в том числе медленная скорость зарядки, взрывоопасность и низкая энергетическая емкость, ограничивающая производство и использование электромобилей.

Японские химики под руководством профессора Университета префекторы Осака Акитоси Хаяси уже много лет работает над созданием альтернативы для литий-ионных аккумуляторов. В основе их разработки лежат электроды с большим количеством атомов серы. Подобные батареи отличаются высокой емкостью, однако они выдерживают немного циклов перезарядки из-за миграций атомов серы.

По словам Хаяси и его коллег, этого можно избежать, если использовать не жидкий, а твердый электролит. Проблема заключалась в том, что все существующие твердые электролиты, совместимые с литий-серными батареями, снижали их мощность и плотность запасания энергии или же были сами по себе недолговечными.

Недавно ученые обошли эту проблему, создав твердый электролит на основе соединений лития, серы и йода. Как показали первые опыты, его применение значительно повысило емкость аккумуляторов и плотность запасания энергии, однако при этом данный материал оставался уязвимым для окисления.

Исследователи смогли исправить этот недостаток, добавив в электролит наночастицы из атомов углерода и различных солей лития. В результате окисление электролита резко замедлилось, что защитило его от дальнейшего разрушения при большом числе циклов заряда и разряда.

По словам ученых, это открытие позволит в будущем создавать литий-серные батареи, способные запасать в себе по 400-500 ватт-час энергии на каждый килограмм массы. Данное значение примерно вдвое выше, чем у современных литий-ионных аккумуляторов, что делает новый тип батарей особенно привлекательным для промышленников.

 

Источник: ТАСС

aKa Ka3aK
Поделится: