Ученые создали "несокрушимую" литий-серную батарею: работает даже если ее разрезать пополам

В Университете электронных наук и технологий Китая разработали прототип литий-серной (Li-S) батареи, которая может работать даже в сложенном или разрезанном виде. Это поможет в решении проблем безопасности аккумуляторов такого типа, пишет interestingengineering.com.

Ученые ранее предлагали использовать электролит на основе карбоната, который может разделять электроды из сульфида железа и лития, чтобы сделать литий-серные аккумуляторы стабильными при высоких температурах. Однако сульфид из катода продолжал растворяться в электролите, из-за чего образовывался осадок, от которого невозможно было избавиться. Исследовательская группа из Университета электронных наук и технологий Китая предложила добавить еще один слой между катодом и электролитом, чтобы минимизировать растворение серы, не влияя на перезаряжаемость элемента. После экспериментов с несколькими материалами ученые обнаружили, что полиакриловая кислота (PAA) является наилучшим вариантом, поскольку сохраняет разрядную емкость после 300 циклов заряда-разряда.

Затем исследователи изготовили прототипы батарей типа "пакет" и "таблетка" с катодом из сульфида железа, покрытым PAA, карбонатным электролитом и анодом на основе графита. После более чем 100 циклов зарядки-разрядки они не обнаружила никаких следов распада в ячейке типа "пакет", которая, к тому же, работала, будучи сложенной пополам или даже разрезанной. После 300 циклов ячейка типа "таблетка" сохранила 72% первоначальной емкости.

"Разница в сохранении емкости между ячейками типа "таблетка" и "пакет" может быть связана с их структурными различиями и тем, как они справляются с электрохимическими реакциями", — прокомментировали разработчики. — "Пакетные элементы обычно имеют лучшую механическую целостность и меньшее сопротивление, что может объяснить лучшую производительность".

Затем исследователи нанесли покрытие на катоды литий-молибденовых и литий-ванадиевых аккумуляторов. Если эта технология окажется осуществимой для коммерческого использования, литий-молибденовые и литий-ванадиевые аккумуляторы могут найти применение там, где критичны высокая плотность энергии и долговечность.

Ранее мы писали, что самая мощная в мире батарея сделает гаджеты неузнаваемыми. Аккумулятор использует углеродное волокно для своих электродов, исключая необходимость в меди или алюминии, которые добавляют вес. В итоге, смартфоны и ноутбуки будут толщиной с кредитную карту.