Дослідники презентували проривну технологію — новий метод одноетапного лазерного друку, що здатен значно прискорити створення літій-сірчаних батарей.
Про це повідомляє Tech Xplore.
За прогнозами експертів, саме такі батареї згодом можуть витіснити традиційні літій-іонні акумулятори, завдяки винятково високій енергетичній щільності сірчаних катодів. І нова технологія робить цю перспективу ще ближчою до реальності.
Зазвичай катоди на основі сірки складаються з кількох типів компонентів — активної речовини, провідного наповнювача та каталізатора. Їхнє виготовлення потребує багатоступеневих і складних виробничих циклів, що підвищує витрати та гальмує масове впровадження таких батарей.
Щоб уникнути цих труднощів, дослідники розробили технологію прямого лазерного друку, яка дозволяє формувати катоди в один етап. За допомогою лазера вченим вдалося створити інтегровані сірчані катоди, які показали вражаючу продуктивність як у компактних (монетних), так і в більш потужних (пакетних) батареях.
За словами професора Мітча Лі Гуйцзюня з Гонконзького університету науки і технологій (HKUST), один лазерний промінь здатен друкувати площу до 2 см² за хвилину. Наприклад, сірчаний катод розміром 75×45 мм² можна надрукувати менш ніж за пів години — і цього вистачить, щоб забезпечити живленням невеликий дисплей протягом кількох годин після складання в батарейний модуль.
Переваги літій-сірчаної технології
Літій-сірчані акумулятори мають декілька ключових переваг. Вони легші за літій-іонні, дешевші у виробництві й здатні накопичувати вдвічі більше енергії. Це означає, що електрокари з такими батареями можуть проїжджати більші відстані, а мобільні пристрої — працювати значно довше без підзарядки.
Проте, головним недоліком залишається обмежений життєвий цикл: після приблизно 50 повних циклів зарядки батарея втрачає ефективність. Нещодавні дослідження показали, що включення платини до складу електродів дозволяє суттєво подовжити термін експлуатації акумулятора.