Новые литий-серные батареи обеспечивают высокую емкость хранения и низкие затраты на материалы

Научно-исследовательский проект под названием "MaSSiF-Material Innovations for Solid-State sulfursilicon батареи" в настоящее время осуществляется в дрезденском институте фраунхофера по материалообразующей и лучей технологии IWS. Проект направлен на разработку нового поколения литий-серных аккумуляторов, которые являются легкими, недорогими и имеют высокую емкость хранения. Ожидается, что эти прототипные элементы окажут значительное воздействие на аккумуляторную промышленность в связи с их высокой емкостью для хранения и низкими затратами на материалы.

Твердотельные сульфидные батареи: перспективный преемник литий-ионных батарей

Твердотельные батареи на основе сульфидов рассматриваются в качестве возможной технологии, которая может прийти на смену нынешним литий-ионным батареям. Эти батареи обещают большую дальность и безопасность использования в электрических транспортных средствах, благодаря их высокой энергоемкости и стабильности. Одно из основных преимуществ использования серы в качестве катодного активного материала в этих батареях заключается в Том, что она не содержит таких критических элементов, как кобальт и никель, которые широко используются в литий-ионной технологии. Сера также обеспечивает очень высокую плотность энергии в твердых батареях.

Проблемы, связанные с содержанием анодного материала в литий-серных батареях

Анод в литий-серных батареях создает серьезные проблемы при их переработке и эксплуатации. Текущие исследования направлены на использование металлического лития в качестве отрицательных электродов в твердотельных батареях, однако высокая реакционная активность лития ограничивает стабильность и безопасность этих систем элементов. Поэтому партнеры по проекту MaSSiF уделяют основное внимание анодным материалам, которые также доказали свою перспективную альтернативу в нынешних научных исследованиях для использования в твердотельных батареях: кремний.

Сочетание серы, твердого электролита и кремния для инновационной клеточной концепции

Сочетание серы (или литиевого сульфида), твердого электролита и кремния должно привести к инновационной клеточной концепции, которая сочетает в себе низкие затраты материала и высокую плотность энергии. Применение кремния в качестве анодного материала в этих батареях, как ожидается, также значительно улучшит срок службы элементов батареи.

Финансирование проекта массьф

Федеральное министерство образования и научных исследований германии (BMBF) предоставит финансирование шести партнерам из науки и промышленности на общую сумму около 2,9 млн. евро для поддержки проекта MaSSiF. Проект был запущен в феврале 2023 года и направлен на проектирование, строительство и оценку легких и недорогих прототипов на основе серы с высокой емкостью хранения.

Iii. Выводы и рекомендации

Ожидается, что в рамках проекта MaSSiF будет достигнут значительный прогресс в разработке нового поколения литий-серных батарей с высокой емкостью хранения и низкими затратами на материалы. Эти батареи представляют собой перспективную альтернативу современным литий-ионным батареям и способны революционизировать аккумуляторную промышленность. Сочетание серы, твердого электролита и кремния должно привести к инновационной концепции элементов, которая сочетает в себе низкие затраты материала и высокую плотность энергии, что делает эти батареи жизнеспособным вариантом для электромобилей и других приложений.

Источник: https://batteryindustry.tech/sulfur&silicon -as-building-blocks-for solid-state-batteries/