|  | 11 июня 2013 | Энергетика

Емкость новых батарей с твердым Li-S-электролитом превышает в четыре раза емкость литий-ионных аккумуляторов

Опытный Li-S аккумулятор


Исследователи из Национальной лаборатории Ок-Ридж (Oak Ridge National Laboratory, ORNL) разработали новую многообещающую конструкцию аккумуляторных батарей на основе твердого электролита, в состав которого входит литий и сера (Li-S). Такие аккумуляторные батареи более дешевы в производстве и обладают более высоким значением показателя плотности накапливаемой энергии, нежели традиционные литий-ионные аккумуляторы. Благодаря использования твердого электролита, Li-S аккумуляторы более долговечны и намного более безопасны в эксплуатации, чем аккумуляторы с жидким электролитом.

Li-S аккумуляторы считаются некоторыми экспертами как преемники литий-ионных аккумуляторных батарей. Они чрезвычайно легки, что позволяет использовать их для обеспечения полетов на солнечной энергии, они дешевы в производстве, достаточно долговечны и демонстрируют высокое значение показателя энергетической плотности. Но, к сожалению, эта технология еще достаточно "сыра", и ее главной проблемой является проблема подходящего электролита, оптимальный состав которого пока еще не был найден.

В предыдущих попытках создания Li-S аккумуляторов исследователи использовали жидкие электролиты. Но использование жидкого электролита является монетой с двумя сторонами, с одной стороны - жидкость, наполненная ионами, является превосходным проводником электрического тока, но с другой стороны жидкий электролит деградирует со временем и с увеличением количества циклов заряда-разрядки, что приводит к преждевременному выходу батареи из строя. Помимо этого, некоторые жидкие электролиты огнеопасны, что представляет собой проблему при эксплуатации аккумуляторных батарей.

Доктор Ченгду Лиэнг


Но теперь, по словам исследователей, им удалось найти решение вышеуказанных проблем, которым стал состав твердого электролита, основой которого стало соединение лития и полисульфидфосфатов, богатых серой материалов с высокой удельной электрической проводимостью. "Наша технология, в которой используется твердый Li-S-электролит, лишена большей части недостатков, которыми обладают аккумуляторы с жидким электролитом" - рассказывает доктор Ченгду Лиэнг (Dr. Chengdu Liang), - "Опытные образцы Li-S батарей выдерживают без ухудшения их характеристик большое количество циклов, не теряя емкость, как литий-ионные аккумуляторы".

Опытные образцы Li-S аккумуляторов после 300 циклов заряда-разрядки, проведенных при температуре в 60 градусов по шкале Цельсия, сохранили удельную плотность в 1200 мА*ч/г. Для сравнения, аналогичный показатель литий-ионных аккумуляторов составляет 140-170 мА*ч/г, но Li-S аккумуляторы вырабатывают половину напряжения, которое вырабатывают литий-ионные аккумуляторы. Поэтому восьмикратное увеличение плотности энергии приводит фактически к четырехкратному увеличению емкости аккумуляторной батареи.

В составе Li-S аккумуляторной батареи используется сера, которая в больших количества получается как побочный продукт нефтепереработки. Это позволит использовать разработанную технологию, как один из способов утилизации промышленных отходов, которые скапливаются в больших количествах. В настоящее время новая технология производства Li-S аккумуляторов находится в виде, который не очень подходит для практической ее реализации. Но доктор Лиэнг и его группа подали патентную заявку и после оформления соответствующего патента планируют доработать технологию до требующегося уровня, который позволит наладить массовое производство новых аккумуляторных батарей.




Ключевые слова:
Аккумулятор, Батарея, Литий, Сера, Ионный, Твердый, Жидкий, Электролит, Емкость, Заряд, Плотность, Энергия

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Компании Hitachi-Maxell удалось увеличить в два раза емкость литий-ионных а ...
  • Создана первая алюминиевая батарея, превосходящая по всем показателям литий ...
  • Созданы новые углеродно-органические аккумуляторы, способные заряжаться в 2 ...
  • Мутировавшие вирусы могут стать основой новых высокоэффективных литий-возду ...
  • THINERGY - гибкие аккумуляторные батареи для тонкой электронной аппаратуры.




  • 11 июня 2013 08:41
    #1 Написал: skytear

    Публикаций: 0
    Комментариев: 35
    очередная похвальба, столько их уже было. а коммерческое использование литий-ионных аккумуляторов идет аж с 1991 года, и никаких подвижек в этом сегменте рынка особо нет. альтернатива лет через 20 может и появится на рынке.. в лучшем случае
        
    11 июня 2013 13:16
    #2 Написал: Vakkh

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    в самом деле - столько уже всего наоткрывали, но всему чего то не хватает, чтобы люди начали это использовать. Можно конечно все списать на заговор лабораторий... )
        
    11 июня 2013 16:34
    #3 Написал: HeavyGait

    Публикаций: 3
    Комментариев: 531
    Рыночные условия и постоянные разработки новых технологий не дают остановиться на чём-то одном. Нет желающих вложить миллионы в производство и прогореть, если завтра кто-то разработает ещё более эффективную технологию.


    --------------------
        
    11 июня 2013 17:49
    #4 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 503
    HeavyGait,
    Ну как-то ведь сумели перейти от свинцовых аккумов к никелевым, а от них к литиевым. Наверное, сразу несколько факторов должно сойтись - доступность технологии изготовления, емкость, надежность/долговечность, вес/размеры конечного устройства, себестоимость производства. Видать, каждый раз что-то не вписывается в разумные рамки.
        
    11 июня 2013 19:52
    #5 Написал: HeavyGait

    Публикаций: 3
    Комментариев: 531
    Цитата: Rsa
    доступность технологии изготовления, емкость, надежность/долговечность, вес/размеры конечного устройства, себестоимость производства

    Именно это я и имел в виду, ведь всё это и есть "эффективность технологии". Производить более дорогой/ресурсо-трудозатратный или менее надёжный/долговечный продукт - не эффективно.


    --------------------
        
    11 июня 2013 23:11
    #6 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    HeavyGait, но космосу и военным нужны такие разработки, им некогда ждать пока все само как нибудь образуется.
        
    12 июня 2013 00:00
    #7 Написал: HeavyGait

    Публикаций: 3
    Комментариев: 531
    Космос и военные используют разработки 10-и - 20-и летней давности. Там такие сроки реализации программ, что их не сильно беспокоят еженедельные изобретения новых типов аккумуляторов.
    -"Не на это, так на следующее поколение новые батареи поставим. А может чего другое придумают"
    Правда там запросы специфические и такие технологии появляются у них в первую очередь (не взирая на высокую цену) и используются очень долго. (Это если мы не рассматриваем отечественный космос и военных - там до сих пор Р-7 и Т-34 модернизируют)


    --------------------
        
    22 июня 2013 16:22
    #8 Написал: radix

    Публикаций: 0
    Комментариев: 116
    На пендосню китайцы батрачат, что отчётливо видно на фотках. Видимо сами омереканци уже ни на что не способны, только жрать колу и втыкать в мордокнигу.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.