Li-S akutehnoloogias on tehtud edusamme: enam kui 99%. võimsus pärast 200 tsüklit

Melbourne'i ülikooli (Austraalia) teadlased teatasid liitium-väävli (Li-S) aku stabiliseerimistehnoloogia edusammudest. Nad suutsid luua rakke, mis säilitasid pärast 99 tsüklit enam kui 200 protsenti oma mahust ja pakkusid mitu korda suuremat võimsust kui sama kaaluga liitiumioonelemendid.

Li-S elemendid - on probleeme, on lahendusi

Väävli kasutamise idee elementides pole uus: Li-S akusid kasutati juba 2008. aastal lennukil Zephyr-6, mis purustas maandumiseta lendamise rekordi. See võis õhus püsida peaaegu 3,5 päeva tänu kergetele liitium-väävelakudele, mis toitasid mootorit ja mida laadisid fotogalvaanilised elemendid (allikas).

Li-S rakkudel on aga üks tõsine puudus: talub kuni mitukümmend töötsüklitSest laetuna laiendab väävlist valmistatud katood oma mahtu umbes 78 protsenti (!), mis on 8 korda rohkem kui liitiumioonelementides olev grafiit. Katoodi paisumine põhjustab selle murenemise ja väävli lahustumise elektrolüüdis.

Ja mida väiksem on katoodi suurus, seda väiksem on kogu elemendi võimsus - lagunemine toimub kohe.

> Kui kaua peaks elektriauto vastu pidama? Mitu aastat vahetab elektriku akut? [VASTAME]

Melbourne'i teadlased otsustasid väävlimolekulid polümeeriga kokku liimida, kuid andsid neile varasemast veidi rohkem ruumi. Osa tihedatest sidemetest asendati painduvate polümeersildadega, mis võimaldasid saavutada suurema vastupidavuse hävimisele koos mahu muutumisega - sillad liimivad katoodielemendid nagu kumm:

Väävlimolekulide struktuure ühendavad polümeersillad (c) Melbourne'i ülikool

Selliste täiustatud katoodidega rakud on parimad. suutsid pärast enam kui 99 laadimistsüklit säilitada 200 protsenti oma algsest mahust (allikas). Ja nad säilitasid väävli suurima eelise: nad salvestavad kuni 5 korda rohkem energiat ruumalaühiku kohta kui liitiumioonelemendid.

Miinused? Laadimine ja tühjendamine toimusid võimsusel 0,1 C (0,1 x võimsus), pärast veel 200 tsüklit on isegi parimad lahendused langenud 80 protsendini nende algsest mahust. Samuti kaotasid elemendid suuremal koormusel (laadimine/tühjenemine 0,5C võimsusel) mõnekümne, maksimaalselt veidi üle 20 laadimistsükli järel oma mahust 100 protsenti.

Li-S akutehnoloogias on tehtud edusamme: enam kui 99%. võimsus pärast 200 tsüklit