Литий-серные батареи могут стать эффективнее, дешевле и долговечнее: что сделали ученые

Группа ученых из Аргоннской национальной лаборатории (ANL) Министерства энергетики США разработала инновационную добавку для электролита, которая значительно улучшает характеристики литий-серных аккумуляторов, устраняя некоторые их основные проблемы.

Литий-серные аккумуляторы, несмотря на их потенциал, имеют несколько недостатков, таких как короткий срок службы из-за миграции полисульфидных ионов и неравномерные химические реакции внутри батареи.

Чтобы решить эти проблемы, ученые создали добавку, которая образует тонкую пленку на аноде и катоде аккумулятора. Эта пленка подавляет челночный эффект (нежелательное движение полисульфидных ионов), улучшает стабильность ячейки и создает ионную транспортную “магистраль” по всему электроду. Это также минимизирует растворение серы, повышая однородность реакции и позволяя использовать добавки, которые ранее считались несовместимыми.

Добавка, представляющая собой соль с кислотой Льюиса, реагирует с полисульфидными соединениями, формируя пленку, которая стабилизирует работу аккумулятора. В отличие от непрерывной реакции, которая снижает плотность энергии, эта пленка образуется без значительного расходования материала. Результаты испытаний показали, что новая конструкция значительно улучшает перенос ионов и стабилизирует работу литий-серных аккумуляторов, что было подтверждено с помощью рентгеновских методов.

Ученые уверены, что дальнейшее совершенствование этой технологии и разработка серных электродов приведет к аккумуляторам с более высокой плотностью энергии и улучшенной общей производительностью. Это открытие может способствовать более широкому коммерческому внедрению литий-серных батарей в будущем.

Источник: ANL