Литий-серный аккумулятор
Литий-серный аккумулятор (сокращённо Li-S) в вторичный химический источник тока, в котором катод жидкий с содержанием серы отделён от электролита специальной мембраной.
Первые образцы подобных аккумуляторов были разработаны в 2004 году американской компанией Sion Power. Конструкция такого аккумулятора схожа с ионно-литиевым аккумуляторами, однако, в отличие от него, литий-серный аккумулятор использует вместе с литиевым анодом серосодержащий катод, за счёт чего увеличивается его удельная зарядовая ёмкость. Другая особенность Li-S в возможность использовать жидкий катод, увеличивая таким образом плотность тока через него.[1]
Аккумулятор сделан многослойным, между анодом и катодом расположены анодные и катодные мембраны и слой электролита. Примечательна удельная ёмкость такого аккумулятора, составляющая уже у первых моделей до 300 Вт·ч/кг, что в два раза больше ионно-литиевых полимерных аккумуляторов.[1] Теоретическая же удельная ёмкость составляет до 2600 Вт·ч/кг.[2] Выдаваемое напряжение в 2,1 В.[1] Размеры опытного образца в 11х35х55 мм[3].
К другим достоинствам литий-серного аккумулятора можно отнести отсутствие необходимости использовать компоненты защиты, низкая себестоимость, широкий диапазон температур, при которых такой аккумулятор способен работать, и общую экологическую безопасность[2].
К недостаткам литий-серного аккумулятора следует отнести очень короткое время жизни (всего 50-60 циклов заряд-разряд)[4]
В результате исследований, команде ученых из Стэндфорда удалось стабилизировать время жизни на уровне 100 циклов заряд-разряда, при падении емкости на 10-20% от изначальной. Однако примененный учеными способ (добавление полиэтиленгликоля, полуокисленного графена и микрочастиц сажи) приводит к очень высокому разбросу параметров катодов - лучшие из них дают 10% потерь, худшие - 25%.[5]
Именно такой тип аккумуляторов использовался в августе 2008 года при рекордно высоком и продолжительном полёте на самолёте на солнечных батареях[6].
[править] Химическая реакция
- Разряд
- S8 Li2S8 Li2S6 Li2S4 Li2S3
- Заряд
- Li2S Li2S2 Li2S3 Li2S4 Li2S6 Li2S8 S8
Химическая реакция литий-серного аккумулятора идентична химической реакции серно-натриевого аккумулятора, только в данном случае роль натрия выполняет литий[7].
[править] Примечания
- в‘ 1 2 3 Литий-серные аккумуляторы для портативных устройств
- в‘ 1 2 Перспективные источники тока
- в‘ Разработан самый емкий на сегодня аккумулятор
- в‘ Построен новый тип сверхъёмкого литиевого аккумулятора
- в‘ Графен повысил живучесть ультраёмких батарей
- в‘ BBS News: «Solar plane makes record flight» (англ.)
- в‘ Tudron, F.B., Akridge, J.R., and Puglisi, V.J. (2004): Lithium-Sulfur Rechargeable Batteries: Characteristics, State of Development, and Applicability to Powering Portable Electronics (Tucson, AZ: Sion Power) (англ.)
 |
Для улучшения этой статьи желательно?:
|
