Международная группа инженеров и материаловедов разработала литий-серную батарею, способную сохранять 80% своей зарядной емкости после 25 000 циклов. Их статья опубликована в журнале Nature.
Чтобы сделать батареи меньше и легче, инженеры постоянно ищут новые материалы. Такие усилия, как правило, сосредоточены на электродах, где литий удерживается другими материалами. Поиск лучшего материала для удерживания лития может привести к общему более легкому и компактному аккумулятору.
Одним из наиболее перспективных материалов является сера, благодаря своему качеству, распространенности и низкой стоимости. К сожалению, некоторые реакции серы с литием приводят к потере ионов, и, что еще хуже, она имеет тенденцию расширяться, что приводит к деградации и сокращению срока службы батареи.
В новом исследовании исследовательская группа, работающая в Китае, нашла способ обойти эти проблемы и создала аккумулятор, который может работать дольше других аккумуляторов, выдерживая тысячи циклов перезарядки.
Подход использует серу для создания твердого электрода — ее пористая атомная структура позволяет ионной диффузии без перемещения посредников. Для создания электрода команда создала стеклообразную смесь из серы , бора, лития, фосфора и йода. Последний оказался ключевым; он помог ускорить движение электронов через окислительно-восстановительные реакции , что привело к более высокой скорости реакции.
Результатом стала батарея, которую можно было быстро заряжать, даже при воздействии высоких температур . Но что еще важнее, батарея была способна сохранять 80% зарядной емкости после прохождения 25 000 циклов зарядки/перезарядки — заметное улучшение по сравнению с типичными литий-ионными батареями, которые, как правило, деградируют уже после 1000 циклов.
Исследователи полагают, что необходимо провести дополнительную работу по улучшению плотности энергии и, возможно, найти другие материалы для использования в смеси, чтобы обеспечить малый вес батареи.
