Батареи с твердым Li-S-электролитом в 4 раза лучше Li-ion-аккумуляторов

13.06.2013

Исследователи из Национальной лаборатории Ок-Ридж (Oak Ridge National Laboratory, ORNL) разработали новую многообещающую конструкцию аккумуляторных батарей на основе твердого электролита, в состав которого входит литий и сера (Li-S). Такие аккумуляторные батареи более дешевы в производстве и обладают более высоким значением показателя плотности накапливаемой энергии, нежели традиционные литий-ионные аккумуляторы. Благодаря использования твердого электролита, Li-S аккумуляторы более долговечны и намного более безопасны в эксплуатации, чем аккумуляторы с жидким электролитом.

Li-S аккумуляторы считаются некоторым экспертами как преемники литий-ионных аккумуляторных батарей. Они чрезвычайно легки, что позволяет использовать их для обеспечения полетов на солнечной энергии, они дешевы в производстве, достаточно долговечны и демонстрируют высокое значение показателя энергетической плотности. Но, к сожалению, эта технология еще достаточно "сырая" и ее главной проблемой является проблема подходящего электролита, оптимальный состав которого пока еще не найден.

В предыдущих попытках создания Li-S аккумуляторов исследователи использовали жидкие электролиты. Но использование жидкого электролита является монетой с двумя сторонами, с одной стороны - жидкость, наполненная ионами, является превосходным проводником электрического тока, но с другой стороны жидкий электролит деградирует со временем и с увеличением количества циклов заряда-разрядки, что приводит к преждевременному выходу батареи из строя. Помимо этого, некоторые жидкие электролиты огнеопасны, что представляет собой проблему при эксплуатации аккумуляторных батарей.

Но теперь, по словам исследователей, им удалось найти решение вышеуказанных проблем, которым стал состав твердого электролита, основой которого стало соединение лития и полисульфидфосфатов - богатых серой материалов с высокой удельной электрической проводимостью. "Наша технология, в которой используется твердый Li-S-электролит, лишена большей части недостатков, которыми обладают аккумуляторы с жидким электролитом, - рассказывает доктор Ченгду Лиэнг (Dr. Chengdu Liang). - Опытные образцы Li-S батарей выдерживают без ухудшения их характеристик большое количество циклов, не теряя емкость, как литий-ионные аккумуляторы".

Опытные образцы Li-S-аккумуляторов после 300 циклов заряда/разрядки, проведенных при температуре в 60 градусов Цельсия, сохранили удельную плотность в 1200 мА*ч/г. Для сравнения, аналогичный показатель литий-ионных аккумуляторов составляет 140-170 мА*ч/г, но Li-S-аккумуляторы вырабатывают половину напряжения, которое вырабатывают литий-ионные аккумуляторы. Поэтому восьмикратное увеличение плотности энергии приводит фактически к четырехкратному увеличению емкости аккумуляторной батареи.

В составе Li-S-аккумуляторной батареи используется сера, которая в больших количества получается как побочный продукт нефтепереработки. Это позволит использовать разработанную технологию как один из способов утилизации промышленных отходов, которые скапливаются в больших количествах. В настоящее время новая технология производства Li-S-аккумуляторов находится в виде, который не очень подходит для практической ее реализации. Но доктор Лиэнг и его группа подали патентную заявку и после оформления соответствующего патента планируют доработать технологию до требующегося уровня, который позволит наладить массовое производство новых аккумуляторных батарей.

<< Назад: Процессор с частотой 5 ГГц 14.06.2013

>> Вперед: Комары перестанут нападать на людей 13.06.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива Солнечная башня, дающая электричество круглосуточно 17.12.2023 Группа ученых из Иорданского технического университета им. Аль-Хусейна и Университета Катара разработала уникальную "солнечную" башню высотой около 200 метров, способную генерировать электроэнергию как днем, так и ночью. Разработка солнечной башни с высокоэффективной системой генерации электроэнергии круглосуточно открывает новые перспективы в области использования возобновляемых источников энергии. Инновационный подход, включающий вертикально ориентированные турбины и систему охлаждения воздуха, представляет собой потенциальное решение для обеспечения энергетических нужд в пустынных регионах. Однако, необходимо учесть потребление воды для охлаждения и тщательно выбирать места установки. В целом, данная концепция дает надежду на развитие эффективных и устойчивых источников энергии, способных работать круглосуточно и поддерживать баланс между потребностью в энергии и заботой об окружающей среде. Новаторская система, названная TTSS (Twin technology solar system), представляет собой вертикально ориентированные турбины, использующие восходящий и нисходящий потоки воздуха для постоянной генерации электроэнергии без перерывов. Основной элемент системы - гигантский тепличный коллектор диаметром 250 метров, который собирает нагретый воздух и направляет его в центральную трубу диаметром 13,6 метра. Вращающаяся турбина у основания башни преобразует поток воздуха в электроэнергию. Вокруг трубы создается система сегментированных секций, каждая с собственной турбиной и механизмом охлаждения воздуха. Это инновационное решение обеспечивает работу башни не только в светлое время суток, но и в ночные часы, сохраняя разность температур в воздушных массах. Моделирование проекта показало потенциальную генерацию 753 МВт-ч электроэнергии в год. Система представляет собой не только инженерный прорыв, но и ответ на вызовы, связанные с использованием возобновляемых источников энергии в непригодных для сельского хозяйства пустынных районах. Однако, следует отметить потребление воды для охлаждения воздуха туманом, что требует внимательного выбора мест установки. В целом, эта технология представляет собой перспективный шаг в развитии эффективных источников энергии.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026