Wissenschaftler verwenden Zucker, um die Kapazität einer Lithium-Schwefel-Batterie um das Fünffache zu erhöhen

Ein Forschungsteam der australischen Monash University hat erfolgreich einen neuen Ansatz zur Herstellung von Lithium-Schwefel-Batterien entwickelt.

So zeigte eine nach einem neuen Verfahren erhaltene Zelle mit einer Zuckerschicht eine Kapazität von 700 mA/h pro Gramm und überstand gleichzeitig problemlos 1000 Entlade-/Ladezyklen. Diese neue Entwicklung wird im aktuellen Artikel diskutiert.

Lithium-Schwefel-Batterien und ihre Probleme

Theoretisch haben Lithium-Schwefel-Batteriebaugruppen eine Reihe von deutlichen Vorteilen gegenüber den weit verbreiteten Lithium-Ionen-Batterien. Berechnungen zufolge können Schwefelbatterien also zwei- bis fünfmal mehr Energie speichern, ohne Verunreinigungen aus teuren Metallen zu verwenden.

Aber Lithium-Schwefel-Batterien verderben sehr schnell. Und das alles aufgrund der Tatsache, dass die positive Schwefelelektrode während des Betriebs und weiter aktiv die Phase der Expansion und Kontraktion durchläuft Aus diesem Grund wird sie schnell unbrauchbar und die negative Elektrode wird schnell mit verschiedenen Verbindungen kontaminiert Schwefel.

Ingenieure versuchen seit geraumer Zeit, dieses Problem zu lösen, und im vergangenen Jahr haben Wissenschaftler der Monash University das Problem der Lithium-Schwefel-Batterien teilweise gelöst. Ein spezieller Agent wurde entwickelt, um zusätzlichen Platz in der Nähe der positiven Elektrode zu schaffen und dieser somit mehr Raum zur Ausdehnung zu geben.

Als Ergebnis gelang es dem Team, eine Lithium-Schwefel-Batterie zu erhalten, die etwa 200 Entlade- / Ladezyklen überstehen konnte.

Natürlich ist die Fähigkeit, 200 Zyklen zu überstehen, nicht das, was es Lithium-Schwefel-Batterien ermöglichen wird, ihre Nische auf dem globalen Batteriemarkt zu erobern. Daher arbeiteten die Ingenieure weiterhin aktiv an weiteren Verbesserungen und arbeiteten am Problem der negativen Elektrode.

In zahlreichen Experimenten machten sich Ingenieure darauf aufmerksam, dass die Verwendung von Zucker in die Maschenstruktur der Elektrode spielt die Rolle eines Schwefelstabilisators und verhindert, dass sie sich bewegt und das Lithium bedeckt Elektrode.

Und weitere Experimente zeigten, dass eine solche Batterieanordnung etwa 1000 Zyklen erfolgreich überstand. Entladen / Laden, und gleichzeitig zeigte der Akku eine höhere Restkapazität im Vergleich zu ähnlichen Lithium-Ionen-Batterien. Und in diesem Fall müssen Sie für die Herstellung einer neuen Batterie keine umweltschädlichen Metalle verwenden (die immer noch ziemlich teuer sind).

Aussichten für eine neue Batterie

Während die Arbeiten an der neuen Lithium-Schwefel-Batterie noch andauern, schlagen die Ingenieure bereits vor, dass In den nächsten zehn Jahren werden neue Batterien in Elektrobussen, Lastkraftwagen und anderen aktiv eingesetzt Autos.

Darüber hinaus können Lithium-Schwefel-Batterien auch in Kurierdrohnen und unbemannten Landmaschinen sowie künftig in der Unterhaltungselektronik eingesetzt werden.

Mal sehen, was die australischen Spezialisten tatsächlich bekommen.

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