Изолированные стеклом частицы серы могут повысить эффективность аккумуляторов на 1000%

Изолированные стеклом частицы серы могут повысить эффективность аккумуляторов на 1000%

Литий-ионные аккумуляторы занимают господствующее положение в телефонах, планшетах и даже электромобилях, но эта технология не идеальна – емкость батарей сдерживает прогресс. Ученые находятся в поисках альтернативы, но ничего конкретного они пока предложить не могут. Сейчас большой интерес возник вокруг литий-серных батарей и успешные эксперименты исследователей в Колледже Инженерии Калифорнийского Университета в Риверсайде могут сделать эту технологию следующим большим шагом в развитии батарей.

Традиционные литий-ионные аккумуляторы заняли свое место практически во всех видах мобильной техники потому, что имеют значительную плотность энергии и относительно длительный срок службы. Такие элементы можно заряжать несколько сотен раз, прежде, чем они начнут сдавать, а также в них отсутствуют эффекты памяти, как в старых никель-кадмиевых и никель-металл-гидридных аккумуляторах. В этом литий-серные батареи отстают, но не из-за эффекта памяти. Они просто очень грязные.
Новый литий-серный аккумулятор может иметь плотность энергии, в десятки раз превышающую обычные литий-ионные батареи. Представьте себе телефон Android с батареей на 30 000 мАч вместо 3000. Насколько невероятно это будет? При современных технологиях литий-серных батареи распадаются довольно быстро, и продукты серных реакций начинают засорять элемент. Эти продукты, называемые литиевые полисульфиды, растворяются в растворе электролита и застревают в электродах. Это вызывает общее снижение мощности, и не существует способов вернуть первоначальное состояние.

Изолированные стеклом частицы серы могут повысить эффективность аккумуляторов на 1000%

Команда Калифорнийского университета обнаружила способ, с помощью которого можно предотвратить выпадение полусульфидов, используя нано-шарики серы, покрытые SiO2, то бишь, стеклом. Толщина этой оболочки измеряется в десятых нанометра. Тем не менее, она не может быть слишком тонкой, так как слой стекла может не выдержать нагрузки и допустить образование полусульфидов, которые повреждают структуру аккумулятора.
Покрытие серы стеклом решает проблему, но такая оболочка все еще склонна к разрывам. Для решения этой проблемы ученые решили добавить в катод оксид графена, что придало покрытию дополнительную устойчивость и понизило вероятность разрывов. Эти клетки выдерживают 50 циклов зарядки без существенного снижения мощности.
Исследователи до сих пор далеки от показателей стабильности, которые нужны для коммерческого использования литий-серных аккумуляторов в потребительской технике. Аккумуляторы в телефонах и планшетах все чаще являются несъемными, поэтому они должны иметь срок службы не менее нескольких лет или нескольких сотен циклов. Но этот эксперимент продвигает нас на шаг ближе к аккумуляторной революции, и большой рывок в емкости уже не за горами.

По теме: Домашние батареи Tesla могут стать личными электростанциями

По теме: Новые алюминий-воздушные батареи для электроавтомобилей, работающие на воде, могут вытеснить литий-ионные

via

Система Orphus
comments powered by Disqus
 
Top