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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Traco Power TMG - компактные AC-DC модули на плату 28.06.2017 Компания Traco разработала семейство ультракомпактных источников питания для монтажа на печатную плату. Новое семейство преобразователей включает в себя четыре серии TMG 07, TMG 15, TMG 30 и TMG 50 в диапазоне мощности от 7 до 50 ватт соответственно. Габаритные размеры модулей TMG, например, 7W-серии (TMG 07), составляют всего 27,4 х 27,4 х 18,7 мм, что более чем в 2 раза меньше по объему широко распространенных на рынке источников питания соответствующей мощности. Несмотря на столь малые габариты, новое семейство источников питания работоспособно в широком температурном диапазоне -40°С...+70°С (с зависимостью мощности в области повышенных значений). Преобразователи семейства TMG выпускаются на стандартный ряд выходных напряжений, обладают защитой от короткого замыкания и превышения выходного напряжения, а по электробезопасности соответствуют требованиям II класса (электрическая прочность изоляции 5,6 кВ DC для TMG 15 и 4,2 кВ DC для остальных). Источники питания TMG изготавливаются в пластиковом корпусе с заливкой компаундом. По электромагнитной совместимости источники питания соответствуют EN 55022 класс B. Новая продукция предназначена для различных промышленных и коммерческих устройств ответственного назначения где имеются ограничения связанные с габаритными размерами. Основные технические параметры семейства TMG: выходная мощность: 7, 15, 30, 50 Вт; выходное напряжение из ряда: 5, 12, 15, 24 В; дополнительно 3,3 В (TMG 30) и 48 В (TMG 50); диапазон входного напряжения (AC/47-63 Гц): 90-305 В (TMG 30); 90-264 В - остальные; диапазон входного напряжения (DC): 120-370 В; КПД до 90%; рабочий температурный диапазон -40°С...+70°С; электрическая прочность изоляции вход-выход (DC) 5656 В (TMG 15); 4242 В - остальные; защита от КЗ и превышения выходного напряжения.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026