هناك تقدم في تقنية بطاريات Li-S: أكثر من 99٪. الطاقة بعد 200 دورة

أعلن علماء من جامعة ملبورن (أستراليا) عن تطورات في تقنية تثبيت بطارية الليثيوم-الكبريت (Li-S). لقد تمكنوا من إنشاء خلايا احتفظت بأكثر من 99 في المائة من سعتها بعد 200 دورة وقدمت سعة أكبر بعدة مرات من خلايا الليثيوم أيون لنفس الوزن.

عناصر Li-S - هناك مشاكل ، هناك حلول

إن فكرة استخدام الكبريت في الخلايا ليست جديدة: لقد تم بالفعل استخدام بطاريات Li-S في عام 2008 على Zephyr-6 ، والتي حطمت الرقم القياسي للطيران دون هبوط. يمكن أن يبقى في الهواء لما يقرب من 3,5 أيام بفضل بطاريات الليثيوم الكبريتية خفيفة الوزن التي تعمل على تشغيل المحرك والتي يتم شحنها هي نفسها بواسطة الخلايا الكهروضوئية (المصدر).

ومع ذلك ، فإن خلايا Li-S لها عيب خطير واحد: تحمل ما يصل إلى عدة عشرات من دورات التشغيللأنه عند الشحن ، يوسع الكاثود المصنوع من الكبريت حجمه بحوالي 78 بالمائة (!) ، وهو 8 مرات أكثر من الجرافيت في خلايا الليثيوم أيون. يؤدي تورم القطب السالب إلى انهياره وحل الكبريت في المنحل بالكهرباء.

وكلما كان حجم الكاثود أصغر ، قلت سعة الخلية بأكملها - يحدث التدهور على الفور.

> كم من الوقت يجب أن تدوم السيارة الكهربائية؟ كم سنة يحل كهربائي محل البطارية؟ [سنجيب]

قرر علماء ملبورن لصق جزيئات الكبريت مع البوليمر ، لكن منحهم مساحة أكبر قليلاً من ذي قبل. تم استبدال جزء من الروابط الضيقة بجسور بوليمر مرنة ، مما جعل من الممكن تحقيق مقاومة أعلى للتدمير مع تغيير الحجم - الجسور تلصق عناصر الكاثود مثل المطاط:

جسور البوليمر تربط تراكيب جزيئات الكبريت (ج) جامعة ملبورن

الخلايا ذات الكاثودات المحسنة تكون في أفضل حالاتها. كانت قادرة على الاحتفاظ بنسبة 99 في المائة من سعتها الأصلية بعد أكثر من 200 دورة شحن (مصدر). واحتفظوا بأكبر ميزة للكبريت: فهي تخزن ما يصل إلى 5 أضعاف الطاقة لكل وحدة حجم من خلايا الليثيوم أيون.

سلبيات؟ تم الشحن والتفريغ بقوة 0,1 درجة مئوية (سعة 0,1 ×) ، بعد 200 دورة أخرى ، انخفضت حتى أفضل الحلول إلى 80 في المائة من سعتها الأصلية. أيضًا ، في الأحمال الأعلى (0,5 درجة مئوية شحن / تفريغ) ، فقدت الخلايا 20 في المائة من سعتها بعد بضع عشرات ، أي ما يزيد قليلاً عن 100 دورة شحن على الأكثر.

هناك تقدم في تقنية بطاريات Li-S: أكثر من 99٪. الطاقة بعد 200 دورة