Следующее поколение батарей взять крупный шаг к коммерческой жизнеспособности

Литий-серные батареи были воспринято как следующий большой шаг в технологии батареи, обещая значительно больше использовать для всего-от мобильных телефонов до электромобилей на одной зарядке, в то же время более экологично в производстве, чем современные литий-ионные аккумуляторы. Однако, эти батареи не так долго, как их литий-ионные аналоги, деградирующее с течением времени.

Группа исследователей из cockrell Инженерной школы при Университете штата Техас в Остине нашли способ стабилизировать одну из самых сложных частей литий-серные аккумуляторы, что эта технология ближе, чтобы стать коммерчески жизнеспособным. Заключения команды, опубликованные сегодня в Джоуль, показывают, что создание искусственного слоя, содержащего теллур, внутри батарея на месте, на верхней части металлического лития, можете сделать это в четыре раза больше.

«Сера-это обильный и экологически безопасные без проблем цепочки поставок в США», — сказал Арумугам Manthiram, профессор машиностроения и директор Техасского института материалов. «Но есть технические проблемы. Мы уменьшили проблему, чтобы продлить жизненный цикл батареи».

Литий является реактивным элементом, который стремится сломать другие элементы вокруг него. Каждый цикл литий-серные батареи-процесс зарядки и разрядки-не можем вызвать Моховой, игольчатые отложения на литий-металл-анод, отрицательный электрод аккумулятора. Это запускает реакцию, которая может привести к общей деградации батареи.

Вклады сломать электролита, что челноки ионов лития и обратно. Этот могут подстерегать некоторые из лития, держа электрод от предоставления полной энергии, необходимой для ультра-длительного использования технология обещает. Реакция также может привести батарею к короткому замыканию и потенциально загореться.

Искусственный слой, образованный на литиевый электрод защищает электролит от деградированных и уменьшает замшелые структуры, ловушки лития из формируя во время сборов.

«Слой, образованный на поверхности лития позволяет ему работать без выхода из строя электролита, что делает аккумулятор гораздо дольше», — сказал Amruth Bhargav, который вместе с другими аспирант Нанда Санджай, соавтор бумаги.

Manthiram добавил, что этот метод может быть применен для других литий — и натрий-основанные батареи. Исследователи подали предварительную заявку на патент для технологии.

«Стабилизирующий слой формируется путем простого в-situ процесс и требует дорогостоящего и сложного предварительной обработки или покрытия процедур на литий-металлического анода,» сказал Нанда.

Устранение нестабильности этой части батареи-это ключ к продлению его жизненного цикла и обеспечения более широкого применения. Manthiram сказал, что литий-серные аккумуляторы в настоящее время наиболее подходят для устройств, которые нужны облегченные батареи и может работать долгое время без подзарядки и не требуют большого количества циклов заряда, таким как беспилотные аппараты. Но у них есть потенциал, чтобы играть важную роль в расширении спектра электрических транспортных средств и более широкое применение возобновляемых источников энергии.

Как положительных, так и отрицательных электродов в литий-серные аккумуляторы держат в 10 раз больше заряда, так как материалы, используемые в современных литий-ионных аккумуляторов, Manthiram сказал, что означает, что они могут доставить гораздо больше пользы от одного заряда. Сера широко доступна как побочный продукт от нефтяной и газовой промышленности, делая батарейки недорог в производстве. Сера также является более экологически чистым, чем металлооксидных материалов, используемых в литий-ионных аккумуляторах.

сделать разницу: спонсорские возможности