В исследовании, проведенном Берлинским центром материалов и энергии имени Гельмгольца (HZB), Техническим университетом Дрездена и Институтом Фраунгофера по материалам и пучковой технологии IWS, процесс старения литий-серных батарей был впервые исследован на «мешочных ячейках». С помощью разработанной для этой цели измерительной ячейки можно регистрировать импеданс, температуру и давление в разное время и оценивать полученные значения в сочетании с радиографическими изображениями.
При (теоретически) 2500 ватт-часах/кг литий-серные батареи имеют гораздо более высокую плотность энергии, чем литий-ионные батареи, и могут быть изготовлены с использованием более экологичных материалов катода. Именно поэтому они считаются потенциально очень важными для электромобильности, а также для хранения возобновляемой энергии. Однако быстрое старение, вызванное коррозией металлического литиевого анода, является проблематичным.
Предполагается, что добавки замедляют это старение. Однако эксперименты по этому вопросу до сих пор проводились в основном с кнопочными ячейками, малый размер которых влечет за собой совершенно иное соотношение количества электролита к общему объему, чем у ячеек-пакетов или других форматов, актуальных в промышленности, таких как круглые или призматические ячейки. Основываясь на своих измерениях, исследовательская группа смогла «сделать заявления об образовании и осаждении частиц серы и полисульфидов в ходе циклов зарядки», а также показать, насколько сильно влияние используемого электролита в каждом конкретном случае на образование частиц.
Статья «Operando Radiography and Multimodal Analysis of Lithium-Sulphur Pouch Cells-Electrolyte Dependent Morphology Evolution at the Cathode» была опубликована онлайн в Advanced Energy Materials (см. ссылку ниже).
Источник: https://www.photon.info/de/news/hzb-analysiert-alterungsprozesse-von-lithium-schwefel-akkus