Литий-серный источник тока — один из претендентов на главенствующее место среди аккумуляторов, которое сейчас занимает литий-ионная батарея. Теоретически, она способна накапливать в пять раз больше заряда, чем литий-ионная, при том же размере и массе элемента. Кроме того, сера дешевый и доступный материал, то есть расходы на производство батарей можно было бы значимо снизить.

На практике, однако, все не так гладко: литий-серные аккумуляторы больше подвержены опасности дендритов — кристаллических отростков на аноде, которые вызывают короткое замыкание и возгорание.

Компания Oxis описала метод решения этой проблемы. Он заключается в нанесении на анод тонкого слоя керамического материала. В результате получаются безопасные и емкие элементы со значительно большим сроком службы, чем у обычных литий-серных батарей, пишет New Atlas.

«Литий-ионный аккумулятор обычной конструкции может накапливать от 100 до 265 Вт*ч на кг, в зависимости от прочих рабочих характеристик, для которых он был оптимизирован, таких как пиковая мощность или срок службы, — написал в статье Марк Криттенден, главный разработчик батареи. — Недавно Oxis разработала прототип литий-серной батареи, которая показала результат 470 Вт*ч на кг, и мы ожидаем получить 500 Вт*ч на кг в течение года. А поскольку технология еще новая, и есть пространство для улучшений, вполне допустимо предположить и 600 Вт*ч на кг к 2025».

Объемная плотность также выглядит многообещающе, приближаясь к 800 Вт*ч на литр.

Что касается срока службы, то тут дела не так хороши. В течение двух ближайших лет ученые собираются удвоить нынешнее количество циклов заряда/разряда — с нынешних 250 до до 500. В применении к смартфонам это уже будет прекрасный результат — с литий-серными батареями они смогут работать в 3-4 раза дольше при том же размере аккумулятора и ресурса в 500 циклов будет хватать минимум на 3-4 года. Но вот для электромобилей и электросамолетов 500 циклов — недостаточный ресурс. Здесь он должен составлять 1000 циклов и более. Возможно, к 2025 году эта цель также будет достигнута.

Oxis представила свой аккумулятор на 90 кВт*ч и удельной энергоемкостью 400 Вт*ч/кг на авиационной выставке Texas Aircraft Manufacturing. Такая батарея на 40% легче, чем аналогичная литий-ионная, что крайне важно для электросамолетов. В частности, для модели eColt такой батареи хватит на два часа полета или на 370 км.

Специалисты из Техасского университета в Остине разработали литий-серные батареи с защитным слоем из редкого полуметалла теллурия, который чаще всего используется при производстве солнечных элементов. Если нанести его на анод из лития, то он замедлит формирование дендритов, следовательно, увеличит срок службы аккумулятора.