V technológii Li-S batérií došlo k pokroku: viac ako 99 %. výkon po 200 cykloch

Vedci z University of Melbourne (Austrália) oznámili pokrok v technológii stabilizácie lítium-sírových (Li-S) batérií. Dokázali vytvoriť články, ktoré si po 99 cykloch prevádzky zachovali viac ako 200 percent svojej kapacity a pri rovnakej hmotnosti ponúkali mnohonásobne väčšiu kapacitu ako lítium-iónové články.

Li-S prvky - existujú problémy, existujú riešenia

Myšlienka použitia síry v článkoch nie je nová: Li-S batérie boli použité už v roku 2008 na Zephyr-6, ktorý prekonal rekord v dosahu bez pristátia. Vo vzduchu mohol zostať takmer 3,5 dňa vďaka ľahkým lítium-sírovým batériám, ktoré poháňali motor a nabíjali sa z fotovoltaických batérií (zdroj).

Li-S články však majú jednu veľkú nevýhodu: vydržia až niekoľko desiatok pracovných cyklovPretože pri nabíjaní katóda vyrobená zo síry zväčší svoj objem asi o 78 percent (!), čo je 8-krát viac ako má grafit v lítium-iónových článkoch. Napučiavanie katódy spôsobuje jej drobenie a rozpúšťanie síry v elektrolyte.

A čím menšia je veľkosť katódy, tým menšia je kapacita celého článku - okamžite nastáva degradácia.

> Ako dlho by malo elektrické auto vydržať? Koľko rokov sa vymieňa batéria elektrikára? [ODPOVÍME]

Melbournskí vedci sa rozhodli zlepiť molekuly síry polymérom, dali im však trochu viac priestoru ako doteraz. Časť tesných väzieb bola nahradená pružnými polymérovými mostíkmi, čo umožnilo dosiahnuť vyššiu odolnosť proti deštrukcii pri zmene objemu - mostíky lepia katódové prvky ako guma:

Polymérne mostíky spájajúce štruktúry molekúl síry (c) University of Melbourne

Články s takto vylepšenými katódami sú na tom najlepšie. dokázali zachovať 99 percent svojej pôvodnej kapacity po viac ako 200 nabíjacích cykloch (Zdroj). A zachovali si najväčšiu výhodu síry: ukladajú až 5-krát viac energie na jednotku objemu ako lítium-iónové články.

Mínusy? Nabíjanie a vybíjanie prebiehalo pri výkone 0,1 C (0,1 x kapacita), po ďalších 200 cykloch aj tie najlepšie riešenia klesli na 80 percent svojej pôvodnej kapacity... Navyše, pri vyššej záťaži (nabíjanie/vybíjanie pri 0,5 C) stratili články po niekoľkých desiatkach 20 percent svojej kapacity, maximálne niečo cez 100 nabíjacích cyklov.

V technológii batérií Li-S došlo k pokroku: viac ako 99 %. výkon po 200 cykloch