| baterie cu sulf litiu | |
|---|---|
| Desen schematic al unui LSA în timpul unei descărcări | |
| Intensitatea energetică specifică | 250-500 Wh/kg |
| Durabilitate (cicluri) | >1000 |
| Forta electromotoare | 1,7-2,5 V _ |
O baterie cu litiu-sulf (abreviată ca Li-S, LSA) este o sursă secundară de curent chimic în care un catod lichid care conține sulf este separat de electrolit printr -o membrană specială.
Bateria este realizată din multistrat, între anod și catod există membrane anodice și catodice și un strat de electrolit. Designul unei astfel de baterii este similar cu bateriile litiu-ion , cu toate acestea, spre deosebire de aceasta, o baterie cu litiu-sulf folosește un catod care conține sulf împreună cu un anod de litiu , datorită căruia capacitatea de încărcare specifică crește. O altă caracteristică a Li-S este capacitatea de a utiliza un catod lichid, crescând astfel densitatea de curent prin acesta [5] .
Reacția unei baterii litiu-sulf coincide cu reacția unei baterii sodiu-sulf , doar că în acest caz litiul joacă rolul de sodiu [6] :
Descarcare S 8 → Li 2 S 8 → Li 2 S 6 → Li 2 S 4 → Li 2 S 3 Încărca Li 2 S → Li 2 S 2 → Li 2 S 3 → Li 2 S 4 → Li 2 S 6 → Li 2 S 8 → S 8De remarcat este intensitatea energetică specifică a bateriilor cu litiu-sulf, care este deja de până la 300 W h/kg pentru primele probe [5] . Alte avantaje ale unei baterii cu litiu-sulf includ absența necesității de a utiliza componente de protecție, costul redus, un interval larg de temperatură de funcționare și siguranța generală a mediului [1] .
Dezavantajele unei baterii cu litiu-sulf includ o durată de viață foarte scurtă (doar 50-60 de cicluri încărcare-descărcare) [2] . Cu toate acestea, cele mai recente probe au o durabilitate de 1000 sau mai multe cicluri [7] [8] [3] [4] .
Primele mostre de astfel de baterii au fost dezvoltate în 2004 de către Sion Power din SUA . În 2006, această companie a prezentat un prototip de baterie cu dimensiunea de 11×35×55 mm și o capacitate de 2,2 Ah la o tensiune de 2,1 V [2] [9] .
În urma cercetărilor, o echipă de oameni de știință de la Stanford a reușit să stabilizeze durata de viață la nivelul a 100 de cicluri de încărcare-descărcare, cu o scădere a capacității de 10-20% față de original. Cu toate acestea, metoda folosită de oameni de știință (adăugarea de polietilen glicol, grafen semi-oxidat și microparticule de funingine) duce la o împrăștiere foarte mare a indicatorilor catodici - cei mai buni dintre ei își pierd 10% din capacitatea lor, cei mai prost - 25% [10]. ] .
În 2013, oamenii de știință de la Laboratorul Berkeley (SUA) au atins o intensitate energetică de 500 W h/kg și aproximativ 250 W h/kg la încărcare/descărcare cu curenți de 0,05 și, respectiv, 1 C; durabilitatea în acest caz s-a ridicat la cel puțin 1500 de cicluri de încărcare-descărcare fără pierderea capacității [4] .
Acest tip de baterie a fost folosit în august 2008 în timpul unui zbor record de mare și lungă durată pe o aeronavă alimentată cu energie solară [11] .