Китайские учёные усовершенствовали конструкцию литий-серной батареи

Китайские учёные разработали конструкцию литий-серной батареи. Исследовательская группа под руководством Шэньчжэньской международной аспирантуры Цинхуа заявила, что создала новую молекулярную стратегию, которая повышает производительность реакций внутри литий-серных батарей и одновременно снижает потери энергии во время работы.

Это достижение может помочь вывести энергетическую плотность батарей далеко за пределы возможностей современных литий-ионных систем. Обычные литий-ионные батареи чаще всего обеспечивают менее 300 ватт-часов на килограмм веса.

Литий-серные батареи давно рассматриваются как альтернатива следующего поколения, поскольку сера дёшева, доступна в изобилии и способна накапливать гораздо больше энергии. Тем не менее химический состав таких батарей по-прежнему трудно стабилизировать при многократных циклах заряда и разряда.

Одной из самых серьёзных проблем литий-серных батарей является образование растворимых промежуточных соединений во время работы. Эти соединения перемещаются по батарее, замедляя реакции и со временем снижая производительность.

Чтобы решить эту проблему, исследователи ввели так называемый «премедиатор» для электрохимии серы. В соответствии с заявлению исследователей, эта добавка остаётся неактивной до тех пор, пока не начнётся реакция серы.

После активации молекула улавливает дрейфующие промежуточные соединения и улучшает перенос заряда внутри батареи. Исследователи заявили, что такая конструкция создаёт более быстрые пути для реакции и стабилизирует общий электрохимический процесс.

Команда равным образом перепроектировала внутреннюю сеть реакций на молекулярном уровне. По словам исследователей, свежий решение позволил снизить внутреннее сопротивление батареи на 75% по сравнению с традиционными литий-серными конструкциями.

В лабораторных испытаниях аккумулятор сохраняла стабильную эффективность на протяжении 800 циклов заряда-разряда, сохранив при этом почти 82% своей первоначальной ёмкости.