Литий-серный аккумулятор (сокращённо Li-S) — 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 — 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 — 2,1 В.[1] Размеры опытного образца — 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 Стэнфорда удалось стабилизировать время жизни на уровне 100 циклов заряд-разряда, при падении ёмкости 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].
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].
Примечания
- 1 2 3 Литий-серные аккумуляторы для портативных устройств (недоступная ссылка). Проверено 2 августа 2010. Архивировано 24 мая 2012 года.
- 1 2 Перспективные источники тока
- ↑ Разработан самый емкий на сегодня аккумулятор
- ↑ Построен новый тип сверхъёмкого литиевого аккумулятора
- ↑ Графен повысил живучесть ультраёмких батарей
- ↑ BBS News: «Solar plane makes record flight» (англ.)
- ↑ 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 Архивная копия от 14 июля 2011 на Wayback Machine (Tucson, AZ: Sion Power) (англ.)
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .