Ερευνητές ανέπτυξαν μπαταρία λιθίου-θείου που μπορεί να κοπεί και να διπλωθεί

Μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο Ηλεκτρονικής Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας ανέπτυξε μια μπαταρία λιθίου-θείου (Li-S) που προσφέρει εξαιρετική σταθερότητα και δυνατότητες ασφάλειας. Ένα από τα παραγόμενα κύτταρα της μπαταρίας λειτούργησε ακόμα και μετά από δίπλωμα και κοπή, αποδεικνύοντας την υψηλή ασφάλειά της για πρακτική χρήση.

Οι μπαταρίες αυτές χρησιμοποιούν μεταλλικά σουλφίδια (MSx) ως κάθοδους, καθώς είναι οικονομικά, εύκολα διαθέσιμα και έχουν υψηλή ενεργειακή πυκνότητα. Ωστόσο, αντιμετωπίζουν προβλήματα σταθερότητας σε υψηλές θερμοκρασίες, λόγω της "μεταφοράς πολυσουλφιδίων," της σημαντικής διόγκωσης όγκου και της αργής αντίδρασης. Για την αντιμετώπιση αυτών των προβλημάτων, οι ερευνητές είχαν προτείνει παλαιότερα τη χρήση ηλεκτρολυτών βασισμένων σε ανθρακικά άλατα για τη διαχωρισμό της κάθοδος θειούχου σιδήρου και της άνοδος λιθίου.

Ωστόσο, αυτή η λύση δημιούργησε νέα προβλήματα, καθώς η ασυμβατότητα των μεταλλικών σουλφιδίων με τον ηλεκτρολύτη ανθρακικού προκαλούσε αντιδράσεις που δημιουργούσαν εναποθέσεις στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου, με αποτέλεσμα να μπλοκάρεται η μπαταρία. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, οι ερευνητές επικάλυψαν τις καθόδους θειούχου σιδήρου με πολυμερή όπως το πολυακρυλικό οξύ (PAA), μειώνοντας τη διάβρωση χωρίς να περιορίζεται η λειτουργικότητα και η δυνατότητα επαναφόρτισης.

Οι δοκιμές έδειξαν ότι το PAA διατήρησε την ικανότητα εκφόρτισης του ηλεκτροδίου μετά από 300 κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης. Η πρωτότυπη μπαταρία, με κάθοδο θειούχου σιδήρου (FeS2), ηλεκτρολύτη ανθρακικού και άνοδο από λίθιο, παρουσίασε εξαιρετική ασφάλεια και σταθερότητα, ακόμα και όταν διπλώθηκε ή κόπηκε στα δύο.

Τα ευρήματά τους δημοσιεύτηκαν στο *ACS Energy Letters*, με τη συμμετοχή ερευνητών από το Πανεπιστήμιο Ηλεκτρονικής Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας, το Ινστιτούτο Προηγμένων Τεχνολογιών Αποθήκευσης Ενέργειας της Κίνας, την Ακαδημία Επιστημών της Κίνας και το Πανεπιστήμιο της Βρετανικής Κολομβίας στον Καναδά.