Ученые создали материал для твердотельной батареи

Учеными из Департамента энергетики Национальной лаборатории Оак Ридж (НЛОР) США разработали и испытали полностью твердотельные литий-серные аккумуляторные батареи, энергетическая емкость которых, по утверждению исследователей, в четыре раза превышает емкость обычных литий-ионных аккумуляторов.

Использование серы в указанной батарее, разработанной НЛОР, также призвано решить проблему воспламеняемости, которую вызывают другие химические элементы. «Наш подход представляет собой полное изменение текущей концепции батареи с двумя электродами, соединенных жидким электролитом, который используется в течение последних 150-200 лет», сказал Ченгду Лян.

Исследователей ставило в тупик проблема вытекающая из использования в батареях жидких электролитов: с одной стороны, жидкость помогала проводить ионы через батарею, позволяя литий-полисульфидным соединениям растворяться. С другой стороны, недостатком этого было то, что тот же самый процесс растворения вызывал преждевременный выход батареи из строя.

Команда исследователей ORNL преодолела эти препятствия, совершив первый синтез богатых серой материалов, которые проводят как ионы, так и металлические оксиды лития, обычно используемые в катодах аккумуляторов. После этого команда Ляна объединила новый богатый серой катод и анодом из лития с электролитом их плотного материала, также разработанного в НЛОР, тем самым создав богатую энергией, полностью твердотельную батарею.

Новый ионно-проводящий катод, применяющийся в аккумуляторной батарее НЛОР, может поддерживать мощность в 1200 мАч на грамм после 300 циклов заряда-разряда, при 60 градусах Цельсия. Для сравнения, традиционный катод литий-ионного аккумулятора имеет среднюю мощность около 140-170 мАч / г. Так как литий-серные батареи имеют напряжение около половины от напряжения литий-ионных версий, мы имеем восьмикратное увеличение мощности, которое можно выразить в увеличении в четыре раза гравиметрической плотность энергии по сравнению с литий-ионной технологией, поясняет Лян.

«Сера практически бесплатна», сказал Лян. «И кроме того, что сера хранит значительно больше энергии, чем соединения переходных металлов, используемых в катодах литий-ионных аккумуляторов, также литий-серные устройства могут помочь утилизации и превращению отходов производства в полезную технологию«.

Далее:

Комментарии закрыты

Здоровье нужно беречь

Если Вы почувствовали первые подозрения на заболевание сердца, то необходимо немедленно выяснять причину и устранять ее! Узнайте больше о сердечно-сосудистых заболеваниях и их последствиях.