Há progresso na tecnologia de baterias Li-S: mais de 99%. potência após 200 ciclos

Cientistas da Universidade de Melbourne (Austrália) anunciaram avanços na tecnologia de estabilização de baterias de lítio-enxofre (Li-S). Eles foram capazes de criar células que retiveram mais de 99% de sua capacidade após 200 ciclos de operação e ofereceram muitas vezes a capacidade das células de íon-lítio para o mesmo peso.

Elementos Li-S - existem problemas, existem soluções

A ideia de usar enxofre nas células não é nova: baterias de Li-S já eram usadas em 2008 no Zephyr-6, que quebrou o recorde de alcance não aterrissante. Ele poderia permanecer no ar por quase 3,5 dias graças a baterias leves de lítio-enxofre que alimentavam o motor e se recarregavam com baterias fotovoltaicas (fonte).

No entanto, as células Li-S têm uma grande desvantagem: resistir a até várias dezenas de ciclos de trabalhoPorque, ao carregar, um cátodo feito de enxofre aumenta seu volume em cerca de 78 por cento (!), O que é 8 vezes mais do que o da grafite nas células de íon-lítio. O inchaço do cátodo faz com que ele se desintegre e dissolva o enxofre no eletrólito.

E quanto menor o tamanho do cátodo, menor a capacidade de toda a célula - a degradação ocorre imediatamente.

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Os cientistas de Melbourne decidiram colar as moléculas de enxofre com um polímero, mas deram a elas um pouco mais de espaço do que antes. Parte das ligações apertadas foram substituídas por pontes de polímero flexíveis, o que possibilitou uma maior resistência à destruição com uma mudança de volume - as pontes colam os elementos catódicos como borracha:

Pontes de polímero ligando as estruturas das moléculas de enxofre (c) Universidade de Melbourne

As células com cátodos aprimorados estão no seu melhor. foram capazes de manter 99 por cento de sua capacidade original após mais de 200 ciclos de carga (uma fonte). E eles mantiveram a maior vantagem do enxofre: eles armazenam até 5 vezes mais energia por unidade de volume do que as células de íon-lítio.

Desvantagens? O carregamento e a descarga ocorreram a uma potência de 0,1 C (0,1 x capacidade), após outros 200 ciclos, mesmo as melhores soluções caíram para 80 por cento de sua capacidade original... Além disso, em cargas mais altas (carga / descarga a 0,5 C), as células perderam 20% de sua capacidade após várias dezenas, no máximo pouco mais de 100 ciclos de carga.

Há progresso na tecnologia da bateria Li-S: mais de 99%. energia após 200 ciclos