Литиево-серните батерии могат да станат по-ефективни, по-евтини и по-издръжливи: какво са направили учените

Изследователите създадоха иновативна електролитна добавка, която ефективно смекчава известните проблеми на литиево-серните батерии.

Екип от учени в Националната лаборатория в Аргон (ANL) на Министерството на енергетиката на САЩ разработи нова конструкция на електролита, която може да увеличи енергийната плътност, да намали цената и да удължи живота на литиево-серните батерии. Това се казва в прессъобщение на сайта на ANL.

Литиево-серните батерии се считат за една от най-обещаващите алтернативи на литиево-йонните батерии. Тези батерии обаче не са без недостатъци, включително кратък живот поради нежеланата миграция на полисулфидните йони, както и неравномерното разпределение и химичните реакции в системата.

За да решат този проблем, изследователите разработиха новаторска електролитна добавка, която образува филм както върху анода, така и върху катода, потискайки ефекта на совалката, повишавайки стабилността на клетката и насърчавайки създаването на „магистрала“ за йонен транспорт в целия електрод. Тази конструкция също минимизира разтварянето на сярата и подобрява еднородността на реакцията, позволявайки използването на добавки, които преди са били считани за несъвместими.

„Добавката, наречена киселинна добавка на Луис, е сол, която реагира с полисулфидните съединения, за да образува филм в целия електрод. Ключът е да се гарантира, че има само малка реакция за образуване на филма, а не непрекъсната реакция, която губи материал и намалява енергийната плътност“ — обясни един от авторите на изследването Гуилианг Сю.

За да тестват концепцията, учените сравняват своя електролит с добавка към конвенционалния електролит, използван в литиево-серните батерии. Проучването установило, че новата конструкция ефективно смекчава известните проблеми и също така подобрява йонния транспорт. Това беше потвърдено и с рентгенови методи.

„Ние вярваме, че чрез по-нататъшно оптимизиране и развитие на серните електроди, Li-S батериите могат да постигнат по-висока енергийна плътност и по-добра цялостна производителност, което ще улесни комерсиализацията им“ — казва Гуилианг Сю.