W Chinach stworzyli baterię litowo-siarkową, która jest odporna na przecięcia i odkształcenia – działa nawet w przypadku uszkodzenia

Grupa chińskich naukowców zaprezentowała prototypowy akumulator litowo-siarkowy, który jest odporny na uszkodzenia. Celem prac było stworzenie bezpieczniejszej alternatywy dla akumulatorów litowo-jonowych, które w przypadku uszkodzenia są podatne na pożar. Nowy akumulator wykazał się absolutną niezawodnością, nieprzerwanie pracując nawet po zgięciu na pół i następnie odcięciu połowy.

W przypadku akumulatorów litowo-siarkowych dużym problemem pozostaje mała liczba cykli ładowania i rozładowania, utrudniająca ich komercjalizację. Naukowcy z Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii Elektronicznej, Chińskiego Instytutu Zaawansowanych Technologii Magazynowania Energii nad jeziorem Tianmu, Chińskiej Akademii Nauk i Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej w Kanadzie pracują nad znalezieniem związków i rozwiązań, które mogłyby usprawnić obieg energii te obiecujące baterie.

Siarczki metali przejściowych posłużyły jako podstawa katod obiecujących akumulatorów Li-S. Głównym problemem związanym z takimi związkami jest to, że po dużym nagrzaniu polisiarczki zaczęły aktywnie przemieszczać się przez elektrolit, co doprowadziło do pęcznienia akumulatorów i zmniejszenia reakcji elektrochemicznych. Elektrolity na bazie węglanów częściowo rozwiązały ten problem, ale stworzyły także inny problem – powodowały pojawienie się osadu (pasywacja) na elektrodach akumulatora, co szybko zmniejszyło liczbę cykli akumulatora.

Aby chronić katodę z siarczku żelaza (FeS2) i anodę z litu wysokometalicznego przed opadami atmosferycznymi, badacze zastosowali trzy różne powłoki elektrod: kwas poliakrylowy (PAA), poliakryloamid (PAM) i tlenek polietylenu (PEO). Wszystkie te związki miały działanie chelatujące (wiązały „złe” jony), co zapobiegało tworzeniu się osadów na elektrodach. Eksperymenty wykazały, że największy efekt daje pokrycie elektrod kwasem poliakrylowym.

I wycięli…

Po 300 cyklach ładowania prototyp baterii kieszeniowej zachował 72% swojej pierwotnej pojemności, nie wykazując spadku po pierwszych 100 cyklach. Zgięcie akumulatora na pół, a następnie odcięcie połowy nie spowodowało jego awarii i eksplozji, jak miałoby to miejsce w przypadku konwencjonalnego akumulatora litowo-jonowego, co potwierdza absolutne bezpieczeństwo przyszłych akumulatorów. Jednak zanim trafią do komercyjnej produkcji, pozostaje nad nimi jeszcze sporo pracy. Być może sytuacja jest lepsza w przypadku akumulatorów litowo-siarkowych od amerykańskich deweloperów, którzy już ustalili swoją ograniczoną masową produkcję. Ale to inna historia.