Углеродные наносферы смогут дать нам высокоэффективные литий-серные батареи

Наши обычные читатели уже знают, насколько перспективны литиево-серные батареи. Теоретически, они имеют высокую плотность энергии 2600 Вт/кг и емкость 1675 мАч/г. Обычные литий-ионные аккумуляторы предлагают 265 Вт/кг и емкость 185 мАч/г в лучшем случае. Другими словами, мы говорим о батареях, которые могут быть в десять раз лучше нынешних, но которых до сих пор нет. Ученые из DICP (Даляньского института химической физики), возможно, нашли решение: углеродные наносферы. 

Эти наносферы работают как нанореакторы с батарейным катодом. С помощью минерала Fe1-xS (пирротина), им удается решить что-то критическое в растворении литий-серы: полисульфидов лития (LiPs). Когда они растворяются, батарея теряет серу и устойчивость к циклированию. Другими словами, он не заряжается и не разряжается, как обычно. 

Наносферы имеют большие поры, чтобы адсорбировать высокое содержание серы до 75 процентов. Это позволяет избежать растворения полисульфидов лития. По словам исследователей, они оставались стабильными после 200 циклов при плотности тока 0,5 С. ​​Электромобили могут столкнуться с гораздо большей плотностью тока. Быстрая зарядка может привести к тому, что они будут работать до 4С. 

Если ученые смогут доказать, что эти углеродные наносферы смогут противостоять плотности тока столь же высокой, как эти, открытие позволит уменьшить вес известных батарей и увеличить их производительность. Мы получим батарейный блок в два раза меньше имеющихся, увеличить запас хода в пять раз, но есть и другое преимущество, которое нельзя недооценивать: стоимость.

В литий-серных батареях используются более дешевые материалы. Сера довольно распространена в природе. Как мы уже говорили нашим читателям, магическое число для принятия электромобилей это цена ниже 100 $ за 1 кВтч. На текущий момент затраты на аккумуляторы в Tesla составляют от 150 до 200 $. 

Сейчас мы не можем однозначно сказать, какая будет реальная стоимость жизнеспособных литий-серных батарей, но мы надеемся, что она будет гораздо меньше тех, которые мы сейчас имеем. LFP - литий-железо-фосфатные батареи - в последнее время имеют многообещающие ожидания. Правда в том, что наука диктует как дальше развиваться электромобилям. Жаль только, что будущее иногда занимает так много времени.