V technologii Li-S baterií došlo k pokroku: více než 99 %. výkon po 200 cyklech

Vědci z University of Melbourne (Austrálie) oznámili pokrok v technologii stabilizace lithium-sírových (Li-S) baterií. Dokázali vytvořit články, které si po 99 cyklech provozu zachovaly více než 200 procent své kapacity a při stejné hmotnosti nabízely mnohonásobně větší kapacitu než lithium-iontové články.

Li-S prvky - existují problémy, existují řešení

Myšlenka použití síry v článcích není nová: Li-S baterie byly použity již v roce 2008 na Zephyr-6, který překonal rekord v dosahu bez přistání. Ve vzduchu mohl zůstat téměř 3,5 dne díky lehkým lithium-sírovým bateriím, které poháněly motor a nabíjely se z fotovoltaických baterií (zdroj).

Li-S články však mají jednu velkou nevýhodu: vydrží až několik desítek pracovních cyklůProtože při nabíjení katoda vyrobená ze síry zvětší svůj objem asi o 78 procent (!), což je 8x více než u grafitu v lithium-iontových článcích. Bobtnání katody způsobí její drcení a rozpouštění síry v elektrolytu.

A čím menší je velikost katody, tím menší je kapacita celého článku - okamžitě dochází k degradaci.

> Jak dlouho by měl elektromobil vydržet? Za kolik let se vyměňuje baterie u elektrikáře? [ODPOVÍME]

Melbournští vědci se rozhodli molekuly síry slepit polymerem, ale dali jim trochu více prostoru než dříve. Část těsných vazeb byla nahrazena pružnými polymerovými můstky, což umožnilo dosáhnout vyšší odolnosti proti destrukci se změnou objemu - můstky lepí katodové prvky jako pryž:

Polymerní můstky spojující struktury molekul síry (c) University of Melbourne

Články s takto vylepšenými katodami jsou na tom nejlépe. dokázaly udržet 99 procent své původní kapacity po více než 200 nabíjecích cyklech (zdroj). A zachovaly si největší výhodu síry: ukládají až 5krát více energie na jednotku objemu než lithium-iontové články.

mínusy? Nabíjení a vybíjení probíhalo výkonem 0,1 C (0,1 x kapacita), po dalších 200 cyklech klesla i ta nejlepší řešení na 80 procent své původní kapacity... Navíc při vyšší zátěži (nabíjení/vybíjení při 0,5 C) ztratily články po několika desítkách, maximálně něco málo přes 20 nabíjecích cyklů, 100 procent své kapacity.

V technologii Li-S baterií došlo k pokroku: více než 99 %. výkon po 200 cyklech