Нова батарея не тільки використовує рясний, легко доступний та недорогий базовий матеріал - сірку, але також вирішує ризик займистості, який існує в інших технологіях акумуляторів. "Наш підхід являє собою повну зміну від сучасної концепції батареї, що складається з двох електродів, з'єднаних рідким електролітом, як це використовувалося протягом останніх 150-200 років", - сказав Ченду Лян.

світі

Потенціал літій-сірчаних батарей відомий десятки років. Однак не вдалося розробити досить міцних великомасштабних версій для комерційного використання. Проблемою був рідкий електроліт. З одного боку, це збільшило провідність, з іншого - обмежило час автономної роботи. Члени команди вирішили це шляхом синтезу унікальних високосірчистих матеріалів, що проводять іони, а також оксидів літію, які зазвичай використовуються в катодному акумуляторі. Сірчаний катод у поєднанні з літієвим анодом та новим твердим електролітним матеріалом.

"Цей революційний перехід від рідких до твердих електролітів усуває проблему розчинення сірки і дозволяє в повній мірі скористатися обіцянками літій-сірчаних батарей. Наше рішення для акумуляторів дійсно зменшить вартість, збільшить щільність енергії та покращить безпеку порівняно з існуючими літієвими технологіями », - додав Ченду Лянг.

Новий іонопровідний катод дозволяє акумулятору підтримувати ємність 1200 міліампер годин (мАг) на грам після 300 циклів заряду-розряду при 60 градусах Цельсія. Звичайний катод літій-іонного акумулятора має середню ємність лише 140-170 мАг на грам. Це представляє приблизно у вісім разів перевагу літій-сірчаних батарей. Однак, оскільки вони виробляють лише приблизно половину напруги над літій-іонним, отримана перевага "лише" в чотири рази. Безпека акумулятора збільшує видалення легкозаймистих рідких електролітів, які можуть реагувати з літієм.

Сірку для виробництва нових катодів можна отримати дуже дешево, оскільки вона - серед іншого - рясний відхід промислової переробки нафти. "Сірка практично безкоштовна. Літій-сірчаний пристрій не тільки зберігає набагато більше енергії, ніж сполуки перехідних металів, в катодах літій-іонних батарей, але також допомагає переробляти відходи за корисною технологією. Наш проект уособлює синергію фундаментальної науки та прикладних досліджень. Ми зрозуміли явище з базовими знаннями, визначили проблему, а потім створили правильний матеріал для її вирішення, що призвело до успіху всього пристрою з численними застосуваннями в реальному світі », - сказав Ченду Лян.

Він та його колеги заздалегідь опублікували ці висновки в Інтернеті в журналі Angewandte Chemie International Edition.