В Университете Пенсильвании разработан новый тип литий-серного аккумулятора, который может стать более эффективным, безопасным и дешевым, чем современные литий-ионные батареи. Как сообщается, прототип выдерживает 1000 циклов заряда/разряда с хорошим сохранением ёмкости. Для сравнения – литий-ионная батарея выдерживает 500-600 циклов.

Мы продемонстрировали этот метод на дисковом аккумуляторе. Но, я думаю, батарею можно будет сделать достаточно большой для сотовых телефонов, дронов и даже электромобилей

Профессор Дунхай Ван

Как отмечается, литий-серные аккумуляторы могут заменить литий-ионные и стать новым поколением батарей. При этом у них есть свои недостатки. Так, у лития низкая эффективности в плане переноса заряда, а также, литиевые батареи подвержены появлению дендритов — древовидных кристаллических структур, которые могут привести к возгоранию.

Учёные для создания батареи применили эфирный электролит с полимерными примесями, содержащими серу, углеродный катод с серой и литиевый анод. Органическая сера в электролите формирует межфазный слой. В качестве межфазного слоя был использован гибкий электролит, осажденный органосульфидами и органополисульфидами с неорганическими солями лития. Органическая сера служит пластификатором в межфазном слое и улучшает его механическую гибкость и прочность. Межфазный слой позволяет литию осаждаться без появления дендритов. Эффективность такой батареи составляет 99% после 400 циклов заряда/разряда.

Нам нужен был какой-то барьер на литии в литий-металлической батарее, иначе она реагирует со всем, чем можно. Потенциально мы можем удвоить плотность энергии обычных батарей постоянного тока при помощи литий-серных батарей с гибридным органосульфидным/органополисульфидным слоем

Профессор Дунхай Ван

При этом уже есть решение от снижения ёмкости таких батарей. В Лаборатории Беркли учёные выяснили, что производный продукт морских водорослей под названием каррагенан может стабилизировать батарею, повышая циркуляцию и долговечность.