Международная группа инженеров и специалистов в области материаловедения разработала литий-серный аккумулятор, который способен сохранять 80% своей зарядной ёмкости даже после 25 000 циклов использования. Эти результаты были опубликованы в журнале Nature.
Для достижения целей по уменьшению размера и веса аккумуляторов инженеры постоянно экспериментируют с новыми материалами. Особое внимание уделяется электродным материалам, которые могут удерживать литий более эффективно. Найдёте такой материал, это позволит создать аккумуляторы более лёгкими и компактными.
Сера выделяется как один из наиболее многообещающих материалов, учитывая её свойства, обилие в природе и невысокую стоимость. Однако некоторые реакции серы с литием могут вызывать потерю ионов или даже расширение, что приводит к снижению эффективности и преждевременному износу аккумулятора.
В новом исследовании группа учёных из Китая разработала метод обхода этих сложностей и создала аккумулятор, который поддерживает свою функциональность на протяжении тысяч циклов зарядки.
Методология включает использование серы для создания твёрдого электрода — его проницаемая атомная структура позволяет ионам проходить без создания промежуточных соединений. Чтобы создать данный электрод, учёные разработали смесь на основе серы, бора, лития, фосфора и йода. Последний играет ключевую роль, ускоряя перемещение электронов через окислительно-восстановительные реакции и способствуя увеличению скорости реакций.
Это позволило создать аккумулятор, который можно быстро заряжать даже при повышенных температурах, при этом он способен сохранять 80% своей зарядной ёмкости после 25 000 циклов зарядки и разрядки, что является значительным улучшением по сравнению с обычными литий-ионными батареями, которые начинают терять эффективность уже после 1000 циклов.
Учёные подчёркивают, что для достижения ещё лучшей плотности энергии и создания более лёгких аккумуляторов, необходимо провести дальнейшие исследования, а также возможно использовать другие комбинации материалов для катода.
Источник: iXBT
