Емкость новых батарей с твердым Li-S-электролитом превышает в четыре раза емкость литий-ионных аккумуляторов.
Исследователи из Национальной лаборатории Ок-Ридж (Oak Ridge National Laboratory, ORNL) разработали новую многообещающую конструкцию аккумуляторных батарей на основе твердого электролита, в состав которого входит литий и сера (Li-S). Такие аккумуляторные батареи более дешевы в производстве и обладают более высоким значением показателя плотности накапливаемой энергии, нежели традиционные литий-ионные аккумуляторы. Благодаря использования твердого электролита, Li-S аккумуляторы более долговечны и намного более безопасны в эксплуатации, чем аккумуляторы с жидким электролитом.
![]() |
Li-S аккумуляторы считаются некоторым экспертами как преемники литий-ионных аккумуляторных батарей. Они чрезвычайно легки, что позволяет использовать их для обеспечения полетов на солнечной энергии, они дешевы в производстве, достаточно долговечны и демонстрируют высокое значение показателя энергетической плотности. Но, к сожалению, эта технология еще достаточно «сырая» и ее главной проблемой является проблема подходящего электролита, оптимальный состав которого пока еще не найден.
В предыдущих попытках создания Li-S аккумуляторов исследователи использовали жидкие электролиты. Но использование жидкого электролита является монетой с двумя сторонами, с одной стороны – жидкость, наполненная ионами, является превосходным проводником электрического тока, но с другой стороны жидкий электролит деградирует со временем и с увеличением количества циклов заряда-разрядки, что приводит к преждевременному выходу батареи из строя. Помимо этого, некоторые жидкие электролиты огнеопасны, что представляет собой проблему при эксплуатации аккумуляторных батарей.
![]() |
Но теперь, по словам исследователей, им удалось найти решение вышеуказанных проблем, которым стал состав твердого электролита, основой которого стало соединение лития и полисульфидфосфатов – богатых серой материалов с высокой удельной электрической проводимостью. «Наша технология, в которой используется твердый Li-S-электролит, лишена большей части недостатков, которыми обладают аккумуляторы с жидким электролитом, – рассказывает доктор Ченгду Лиэнг (Dr. Chengdu Liang). – Опытные образцы Li-S батарей выдерживают без ухудшения их характеристик большое количество циклов, не теряя емкость, как литий-ионные аккумуляторы».
Опытные образцы Li-S-аккумуляторов после 300 циклов заряда/разрядки, проведенных при температуре в 60 градусов Цельсия, сохранили удельную плотность в 1200 мА*ч/г. Для сравнения, аналогичный показатель литий-ионных аккумуляторов составляет 140–170 мА*ч/г, но Li-S-аккумуляторы вырабатывают половину напряжения, которое вырабатывают литий-ионные аккумуляторы. Поэтому восьмикратное увеличение плотности энергии приводит фактически к четырехкратному увеличению емкости аккумуляторной батареи.
В составе Li-S-аккумуляторной батареи используется сера, которая в больших количества получается как побочный продукт нефтепереработки. Это позволит использовать разработанную технологию как один из способов утилизации промышленных отходов, которые скапливаются в больших количествах. В настоящее время новая технология производства Li-S-аккумуляторов находится в виде, который не очень подходит для практической ее реализации. Но доктор Лиэнг и его группа подали патентную заявку и после оформления соответствующего патента планируют доработать технологию до требующегося уровня, который позволит наладить массовое производство новых аккумуляторных батарей.
Читайте также:
Перспективный материал для литий-ионных аккумуляторов
Графеновые электроды на 300% улучшают литий-ионные батареи
Новые литий-ионные аккумуляторы для портативной электроники и автомобилей
Создана первая в мире батарейка на базе наночастиц серы
Созданы рекордно мощные литиевые батарейки
Создан революционный наноматериал на основе диоксида титана
У литий-ионных аккумуляторов есть «эффект памяти»
Физики создали прозрачный и растягивающийся литий-ионный аккумулятор
Химики удвоили емкость литий-ионных батарей
Разработчики на треть увеличили емкость аккумуляторов
Новые эластичные аккумуляторы растягиваются на 300%
Нанокомпозиты увеличат емкость батарей в 10 раз
Аккумуляторы станут в 5 раз эффективнее
Бизнес литиево-полимерных аккумуляторов ожидает бурное развитие
Джон Гуднаф: Li-ion аккумуляторы дали толчок мобильной революции
Создателю литий-ионных аккумуляторов дали премию «Глобальная энергия» в 33 млн руб.
«Лиотех» в 2013 г введет линию аккумуляторов емкостью 100 ампер-часов
Покупка у Sony аккумуляторного бизнеса даст Foxconn козыри в борьбе с «корейцами»
Создана революционная графен-йодная топливная ячейка без платины
Источник: Dailytechinfo.org