มีความก้าวหน้าในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ Li-S: มากกว่า 99% พลังงานหลังจาก 200 รอบ
นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเมลเบิร์น (ออสเตรเลีย) ได้ประกาศความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการรักษาเสถียรภาพของแบตเตอรี่ลิเธียม-ซัลเฟอร์ (Li-S) พวกเขาสามารถสร้างเซลล์ที่คงความจุได้มากกว่า 99 เปอร์เซ็นต์หลังจากการทำงาน 200 รอบ และให้ความจุมากกว่าเซลล์ลิเธียมไอออนหลายเท่าสำหรับน้ำหนักเท่ากัน
องค์ประกอบ Li-S - มีปัญหามีวิธีแก้ไข
แนวคิดในการใช้กำมะถันในเซลล์ไม่ใช่เรื่องใหม่: แบตเตอรี่ Li-S ถูกใช้ไปแล้วในปี 2008 บน Zephyr-6 ซึ่งทำลายสถิติสำหรับระยะการไม่ลงจอด มันสามารถอยู่ในอากาศได้เกือบ 3,5 วันด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์น้ำหนักเบาที่ขับเคลื่อนเครื่องยนต์และชาร์จตัวเองจากแบตเตอรี่โซลาร์เซลล์ (แหล่งที่มา)
อย่างไรก็ตาม เซลล์ Li-S มีข้อเสียเปรียบหลักประการหนึ่ง: ทนทานต่อรอบการทำงานหลายสิบรอบเพราะเมื่อชาร์จ แคโทดที่ทำจากกำมะถันจะเพิ่มปริมาตรได้ประมาณ 78 เปอร์เซ็นต์ (!) ซึ่งมากกว่ากราไฟต์ในเซลล์ลิเธียมไอออนถึง 8 เท่า อาการบวมของแคโทดทำให้สลายและละลายกำมะถันในอิเล็กโทรไลต์
และยิ่งขนาดของแคโทดเล็กลงเท่าใดความจุของเซลล์ทั้งหมดก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น - การย่อยสลายจะเกิดขึ้นทันที
> รถยนต์ไฟฟ้าควรมีอายุการใช้งานนานแค่ไหน? แบตเตอรี่ของช่างไฟฟ้าเปลี่ยนกี่ปี? [เราจะตอบ]
นักวิทยาศาสตร์ของเมลเบิร์นตัดสินใจที่จะกาวโมเลกุลกำมะถันเข้าด้วยกันด้วยพอลิเมอร์ แต่ให้พื้นที่มากกว่าเดิมเล็กน้อย ส่วนหนึ่งของพันธะที่แน่นถูกแทนที่ด้วยสะพานโพลิเมอร์ที่ยืดหยุ่น ซึ่งทำให้สามารถต้านทานการทำลายที่สูงขึ้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของปริมาตร - สะพานจะติดกาวองค์ประกอบแคโทด เช่น ยาง:
สะพานโพลีเมอร์ที่เชื่อมโครงสร้างของโมเลกุลกำมะถัน (c) มหาวิทยาลัยเมลเบิร์น
เซลล์ที่มีแคโทดที่ปรับปรุงแล้วนั้นดีที่สุด สามารถรักษาความจุเดิมได้ 99 เปอร์เซ็นต์หลังจากรอบการชาร์จมากกว่า 200 รอบ (แหล่งที่มา). และยังคงความได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของกำมะถันเอาไว้ นั่นคือเก็บพลังงานต่อหน่วยปริมาตรได้มากกว่าเซลล์ลิเธียมไอออนถึง 5 เท่า
ข้อเสีย? การชาร์จและการคายประจุเกิดขึ้นที่กำลังไฟ 0,1 C (ความจุ 0,1 x) หลังจากผ่านไป 200 รอบ แม้แต่วิธีแก้ปัญหาที่ดีที่สุดก็ลดลงเหลือ 80 เปอร์เซ็นต์ของความจุเดิม... นอกจากนี้ ที่โหลดที่สูงขึ้น (การชาร์จ / การคายประจุที่ 0,5 C) เซลล์สูญเสียความจุ 20 เปอร์เซ็นต์หลังจากผ่านไปหลายโหล มากที่สุดเพียง 100 รอบการชาร์จ
ภาพเปิด: เซลล์ Oxis ลิเธียมกำมะถันซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อทำการค้าเทคโนโลยีนี้ ภาพประกอบ
สิ่งนี้อาจสนใจคุณ:
