LiS – tanie, pojemniejsze i bezpieczniejsze akumulatory

Fraunhofer-Gesellschaft we współpracy z innymi instytutami Fraunhofer, w 2014 rozpoczęło pracę nad projektem ogniw LiScell – ogniw litowo-siarkowych (LiS). Po trzech latach badań zaprezentowali oni wyniki swoich prac. Nowy typ akumulatorów wydaje się być atrakcyjną alternatywą dla obecnie wykorzystywanych powszechnie akumulatorów litowo-jonowych, zwłaszcza w sektorze aplikacji mobilnych. Na potrzeby nowej technologii opracowano także nowe elektrody, katody i anody. To co najbardziej rzuca się w oczy w przedstawionym raporcie, to niskie koszty produkcji tych akumulatorów. Co więcej, są one w stanie zgromadzić wyraźnie więcej energii, w porównaniu do ogniw Li-Ion. Obecne prototypy LiS są w stanie zgromadzić 400 Wh/kg, czyli o około 40% więcej, w porównaniu do Li-Ion. Jednak jak zapewniają naukowcy, w niedługim czasie możliwe będzie zwiększenie tej liczby do nawet 500 Wh/kg. Niestety technologia ta ma też wady. Jak na razie, największą przeszkodą w komercjalizacji jest ich trwałość. Metalowo-litowe anody ulegają dość szybkiej degradacji w wyniku działań reakcji chemicznych. Obecna trwałość umożliwia ich efektywną pracę do 100 cykli ładowania-rozładowania. Oznacza to, że np. w przypadku akumulatorów w smartfonie, przy założeniu ich ładowania co 2-3 dni, taki akumulator stawałby się bezużyteczny po niecałym roku, nawet po pół. Jednakże naukowcy szukają rozwiązania tego problemu. Najbardziej obiecującym materiałem anodowym wydaje się być krzem, jako substytut dla metalicznego litu. Może on poprawić trwałość akumulatora LiS, a tym sprawić, że stanie się prawdziwą alternatywą dla Li-Ion. Z drugiej strony, katoda, wydaje się być wolna od podobnych problemów. Wykonana jest bowiem z taniej i nietoksycznej siarki. Pierwsze testy dały obiecujące wyniki. Dodatkowo, warto też zwrócić uwagę na kolejne zalety nowej technologii. Mowa tu o bezpieczeństwie. Ogniwa LiS cechują się nie tylko dużą wydajnością, ale także wysoką (w porównaniu do Li-Ion) odpornością na przeładowanie i stres temperaturowy. Naukowcy pokazali także, że proces produkcji może być tani, a sama technologia skalowalna. Proces opiera się na układaniu warstw krzemowych w próżni, na cienkiej folii miedzianej. Szczegóły dotyczące nowej technologii mają zostać przedstawione podczas warsztatów "6th Workshop "Lithium-Sulfur-Batteries" w dniach 24-26 października 2017, w Akademii DGUV w Dreźnie.