Υπάρχει πρόοδος στην τεχνολογία μπαταριών Li-S: πάνω από 99%. ισχύς μετά από 200 κύκλους

Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης (Αυστραλία) ανακοίνωσαν προόδους στην τεχνολογία σταθεροποίησης μπαταριών λιθίου-θείου (Li-S). Κατάφεραν να δημιουργήσουν κύτταρα που διατήρησαν περισσότερο από το 99 τοις εκατό της χωρητικότητάς τους μετά από 200 κύκλους και πρόσφεραν πολλαπλάσια χωρητικότητα από κύτταρα ιόντων λιθίου στο ίδιο βάρος.

Στοιχεία Li-S - υπάρχουν προβλήματα, υπάρχουν λύσεις

Η ιδέα της χρήσης θείου στις κυψέλες δεν είναι νέα: μπαταρίες Li-S χρησιμοποιήθηκαν ήδη το 2008 στο Zephyr-6, το οποίο έσπασε το ρεκόρ για την απόσταση πτήσης χωρίς προσγείωση. Θα μπορούσε να παραμείνει ψηλά για σχεδόν 3,5 ημέρες χάρη στις ελαφριές μπαταρίες λιθίου-θείου που τροφοδοτούσαν τον κινητήρα και φορτίζονταν οι ίδιες από φωτοβολταϊκές μπαταρίες ( πηγή ).

Ωστόσο, τα κύτταρα Li-S έχουν ένα σοβαρό μειονέκτημα: αντέχουν έως και πολλές δεκάδες κύκλους λειτουργίαςΔιότι όταν φορτίζεται, μια κάθοδος από θείο αυξάνει τον όγκο της κατά περίπου 78 τοις εκατό (!), που είναι 8 φορές περισσότερο από τον γραφίτη στα κύτταρα ιόντων λιθίου. Η διόγκωση της καθόδου την αναγκάζει να θρυμματιστεί και να διαλυθεί το θείο στον ηλεκτρολύτη.

Και όσο μικρότερο είναι το μέγεθος της καθόδου, τόσο μικρότερη είναι η χωρητικότητα ολόκληρου του κυττάρου - η υποβάθμιση συμβαίνει αμέσως.

> Πόσο καιρό πρέπει να αντέξει ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο; Πόσα χρόνια αντικαθιστά ένας ηλεκτρολόγος μια μπαταρία; [ΘΑ ΑΠΑΝΤΗΣΟΥΜΕ]

Οι επιστήμονες της Μελβούρνης αποφάσισαν να κολλήσουν τα μόρια θείου μεταξύ τους με ένα πολυμερές, αλλά τους έδωσαν λίγο περισσότερο χώρο από πριν. Μέρος των σφιχτών δεσμών αντικαταστάθηκαν από εύκαμπτες γέφυρες πολυμερούς, οι οποίες επέτρεψαν την επίτευξη υψηλότερης αντίστασης στην καταστροφή με αλλαγή όγκου - οι γέφυρες κολλούν τα στοιχεία της καθόδου όπως το καουτσούκ:

Πολυμερείς γέφυρες που συνδέουν τις δομές των μορίων θείου (γ) Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης

Τα κύτταρα με τέτοιες βελτιωμένες καθόδους είναι στα καλύτερά τους. μπόρεσαν να διατηρήσουν το 99 τοις εκατό της αρχικής τους χωρητικότητας μετά από περισσότερους από 200 κύκλους φόρτισης (πηγή). Και διατηρούν το μεγαλύτερο πλεονέκτημα του θείου: αποθηκεύουν έως και 5 φορές περισσότερη ενέργεια ανά μονάδα όγκου από τα κύτταρα ιόντων λιθίου.

Μειονεκτήματα; Η φόρτιση και η εκφόρτιση έγιναν σε ισχύ 0,1 C (0,1 x χωρητικότητα), μετά από άλλους 200 κύκλους, ακόμη και οι καλύτερες λύσεις έπεσαν στο 80 τοις εκατό της αρχικής χωρητικότητας. Επιπλέον, σε υψηλότερα φορτία (φόρτιση/εκφόρτιση στους 0,5 C), οι κυψέλες έχασαν το 20 τοις εκατό της χωρητικότητάς τους μετά από μερικές δεκάδες, σε μέγιστο λίγο περισσότερο από 100 κύκλους φόρτισης.

Υπάρχει πρόοδος στην τεχνολογία μπαταριών Li-S: περισσότερο από 99%. ισχύς μετά από 200 κύκλους