Li-S 배터리 기술이 99% 이상 발전했습니다. 200주기 후 전력

멜버른 대학교(호주)의 과학자들은 리튬-황(Li-S) 배터리 안정화 기술의 발전을 발표했습니다. 그들은 99주기 후에도 용량의 200% 이상을 유지하고 같은 무게의 리튬 이온 전지보다 몇 배 더 많은 용량을 제공하는 전지를 만들 수 있었습니다.

Li-S 요소 - 문제가 있고 솔루션이 있습니다.

셀에 황을 사용한다는 아이디어는 새로운 것이 아닙니다. Li-S 배터리는 이미 2008년에 Zephyr-6에 사용되어 착륙하지 않고 비행한 기록을 세웠습니다. 엔진에 동력을 공급하고 광전지로 충전되는 경량 리튬-황 배터리 덕분에 거의 3,5일 동안 공기 중에 머무를 수 있었습니다(출처).

그러나 Li-S 전지에는 한 가지 심각한 단점이 있습니다. 최대 수십 번의 작동 주기를 견딜 수 있습니다.충전될 때 황으로 만든 음극은 부피가 약 78%(!) 팽창하는데, 이는 리튬 이온 전지의 흑연보다 8배 더 큽니다. 음극이 부풀어 오르면 음극이 부서지고 전해질에 황이 용해됩니다.

그리고 음극의 크기가 작을수록 전체 셀의 용량이 작아지고 즉시 분해됩니다.

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멜버른 과학자들은 유황 분자를 폴리머와 함께 접착하기로 결정했지만 이전보다 약간 더 많은 공간을 제공했습니다. 단단한 결합의 일부는 유연한 폴리머 브리지로 대체되어 부피 변화에 따라 파괴에 대한 더 높은 저항을 달성할 수 있었습니다. 브리지는 고무와 같은 음극 요소를 접착합니다.

황 분자의 구조를 연결하는 고분자 다리 (c) 멜버른 대학교

이렇게 개선된 음극을 가진 전지는 최상의 상태입니다. 99회 이상의 충전 주기 후에도 원래 용량의 200%를 유지할 수 있었습니다. (원천). 그리고 그들은 유황의 가장 큰 장점을 유지했습니다. 리튬 이온 전지보다 단위 부피당 최대 5배 더 많은 에너지를 저장합니다.

마이너스? 0,1C(0,1×용량)의 전력에서 충방전이 이루어졌고, 또 다른 200주기 후에는 최상의 솔루션도 원래 용량의 80%로 떨어졌습니다.. 또한 더 높은 부하(0,5C 충전/방전)에서 셀은 최대 20회 충전 주기를 약간 넘는 수십 회 충전 후 용량의 100%를 잃었습니다.

Li-S 배터리 기술이 99% 이상 발전했습니다. 200 사이클 후 전원