Hay avances en la tecnología de baterías Li-S: más del 99%. poder después de 200 ciclos

Científicos de la Universidad de Melbourne (Australia) han anunciado avances en la tecnología de estabilización de baterías de litio-azufre (Li-S). Pudieron crear celdas que retuvieron más del 99 por ciento de su capacidad después de 200 ciclos de operación y ofrecieron muchas veces la capacidad de las celdas de iones de litio para el mismo peso.

Elementos Li-S - hay problemas, hay soluciones

La idea de usar azufre en las celdas no es nueva: las baterías Li-S ya se usaron en 2008 en el Zephyr-6, que rompió el récord de rango sin aterrizaje. Podría permanecer en el aire durante casi 3,5 días gracias a las baterías livianas de litio y azufre que alimentaban el motor y se cargaban a sí mismas con baterías fotovoltaicas (fuente).

Sin embargo, las celdas Li-S tienen un gran inconveniente: soportar hasta varias decenas de ciclos de trabajoPorque cuando se carga, un cátodo hecho de azufre aumenta su volumen en aproximadamente un 78 por ciento (!), Que es 8 veces más que el del grafito en las celdas de iones de litio. La hinchazón del cátodo hace que se desmorone y disuelva el azufre en el electrolito.

Y cuanto menor sea el tamaño del cátodo, menor será la capacidad de toda la celda: la degradación se produce de inmediato.

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Los científicos de Melbourne decidieron unir las moléculas de azufre con un polímero, pero les dieron un poco más de espacio que antes. Parte de los enlaces apretados fueron reemplazados por puentes de polímero flexibles, lo que hizo posible lograr una mayor resistencia a la destrucción con un cambio de volumen: los puentes pegan los elementos del cátodo como el caucho:

Puentes de polímeros que unen las estructuras de las moléculas de azufre (c) Universidad de Melbourne

Las células con cátodos mejorados están en su mejor momento. pudieron mantener el 99 por ciento de su capacidad original después de más de 200 ciclos de carga (una fuente). Y han conservado la mayor ventaja del azufre: almacenan hasta 5 veces más energía por unidad de volumen que las celdas de iones de litio.

¿Desventajas? La carga y descarga se realizó a una potencia de 0,1 C (0,1 x capacidad), después de otros 200 ciclos, incluso las mejores soluciones han caído al 80 por ciento de su capacidad original... Además, a cargas más altas (cargando / descargando a 0,5 C), las celdas perdieron el 20 por ciento de su capacidad después de varias docenas, hasta un máximo de poco más de 100 ciclos de carga.

Hay avances en la tecnología de baterías Li-S: más del 99%. potencia después de 200 ciclos