Noua baterie nu numai că folosește sulful abundent, ușor disponibil și ieftin, dar rezolvă și riscul de inflamabilitate care există cu alte tehnologii ale bateriei. „Abordarea noastră reprezintă o schimbare completă față de conceptul actual de baterie formată din doi electrozi conectați de un electrolit lichid, așa cum a fost utilizat în ultimii 150 până la 200 de ani”, a spus Chengdu Liang.

lume

Potențialul bateriilor cu litiu-sulf este cunoscut de zeci de ani. Cu toate acestea, nu a fost posibil să se proiecteze versiuni la scară largă suficient de durabile pentru uz comercial. Problema a fost electrolitul lichid. Pe de o parte, a crescut conductivitatea, pe de altă parte, a limitat durata de viață a bateriei. Membrii echipei au rezolvat acest lucru sintetizând materiale unice cu conținut ridicat de sulf care conduc ioni, precum și oxizii de litiu utilizați în mod obișnuit în catodul bateriei. Catod de sulf combinat cu anod de litiu și nou material electrolit solid.

„Această trecere revoluționară de la electroliți lichizi la solizi elimină problema dizolvării sulfului și vă permite să profitați din plin de promisiunea bateriilor litiu-sulf. Soluția noastră de baterii va reduce de fapt costurile, va crește densitatea energiei și va îmbunătăți siguranța, în comparație cu tehnologiile existente de litiu ”, a adăugat Chengdu Liang.

Noul catod conductiv ionic permite bateriei să mențină o capacitate de 1.200 miliampere ore (mAh) pe gram după 300 de cicluri de încărcare-descărcare, la 60 de grade Celsius. Un catod convențional cu baterie litiu-ion are o capacitate medie de numai 140-170 mAh pe gram. Acest lucru reprezintă un avantaj de opt ori mai mare al bateriilor litiu-sulf. Cu toate acestea, deoarece produc doar aproximativ jumătate din tensiunea față de litiu-ion, avantajul rezultat este „doar” de patru ori. Siguranța bateriei crește eliminarea electroliților lichizi inflamabili care pot reacționa cu litiu.

Sulful pentru producerea de catoduri noi poate fi obținut foarte ieftin, deoarece este - printre altele - un produs rezidual abundent din prelucrarea uleiului industrial. „Sulful este practic gratuit. Dispozitivul litiu-sulf nu numai că stochează mult mai multă energie decât compușii metalici de tranziție din catodii bateriilor litiu-ion, dar ajută și la reciclarea deșeurilor într-o tehnologie utilă. Proiectul nostru întruchipează sinergia științei de bază și a cercetării aplicate. Am înțeles fenomenul cu cunoștințe de bază, am identificat problema și apoi am creat materialul potrivit pentru a rezolva problema, ceea ce a dus la succesul întregului dispozitiv cu numeroase utilizări în lumea reală ”, a spus Chengdu Liang.

El și colegii săi au publicat aceste descoperiri online în prealabil în revista Angewandte Chemie International Edition.