Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с литий-серных аккумуляторов )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Литий-серная батарея
Li-S аккумулятор EN.png
Принцип работы литий-серной батареи и эффект «челнока»
Удельная энергия1,800,000 Дж / кг продемонстрировано
Плотность энергии1,260,000 Дж / л
Эффективность заряда / разрядаC / 5 номинальный
Долговечность циклаоспаривается
Номинальное напряжение ячейкиячейки напряжение изменяется нелинейно в диапазоне 2.5-1.7  V во время разряда; аккумуляторы часто упаковываются на 3  В

Батареи литий-серы (Li-S батарея) представляет собой тип аккумуляторной батареи , отличается высокой удельной энергией . [1] Низкая атомная масса из лития и умеренные атомный вес серы означает , что литий-S батареи являются относительно легких (о плотности воды). Они использовались Zephyr 6 в августе 2008 года в самом продолжительном и высотном полете беспилотного самолета на солнечной энергии (на тот момент) . [2]

Литий-серные батареи могут заменить литий-ионные элементы из-за их более высокой плотности энергии и меньшей стоимости из-за использования серы . [3] Некоторые литий-ионные батареи предлагают удельную энергию порядка 500 Втч / кг , что значительно лучше, чем у большинства литий-ионных аккумуляторов, которые находятся в диапазоне 150–250 Втч / кг. Были продемонстрированы Li – S аккумуляторы, выдерживающие до 1500 циклов заряда и разряда [4], но все еще необходимы испытания на срок службы в промышленных масштабах с обедненным электролитом. По состоянию на начало 2014 года в продаже не было ни одного. [5]  Ключевой проблемой Li – S аккумуляторов является эффект полисульфидного «челнока», который вызывает прогрессирующую утечку активного материала с катода, что приводит к сокращению срока службы аккумулятора. [6] Кроме того, чрезвычайно низкая электрическая проводимость серного катода требует дополнительной массы для проводящего агента, чтобы использовать весь вклад активной массы в емкость. [7] Большое объемное расширение серного катода от S до Li 2 S и большое количество необходимого электролита также являются проблемами, которые необходимо решить.

История [ править ]

Изобретение Li-S батарей относится к 1960-м годам, когда Герберт и Улам запатентовали в 1962 году первичную батарею, в которой использовался литий или литиевые сплавы в качестве анодного материала, сера в качестве катодного материала и электролит, состоящий из алифатических насыщенных аминов . [8] [9] Несколько лет спустя технология была улучшена за счет внедрения органических растворителей, таких как ПК , ДМСО и ДМФ, с получением батареи на 2,35–2,5 В. [10] К концу 1980-х была продемонстрирована перезаряжаемая Li – S батарея, в которой в качестве растворителя электролита использовались эфиры, в частности DOL . [11] [12]Благодаря научным достижениям в этой области был подчеркнут потенциал Li – S батарей. Аккумуляторы Li – S за последние двадцать лет получили новую и растущую популярность. В частности, стратегии ингибирования или смягчения эффекта полисульфидного «челнока» были глубоко исследованы и были предметом изучения многих исследователей.

Manthiram определила критические параметры, необходимые для перехода литиево-серных батарей к коммерческому использованию. [13] [14] В частности, батареи лития серы необходимо достичь погрузки серы> 5 мг см -2 , содержание углерода <соотношении 5%, электролит к-серы <5 мкл мг -1 , электролит к - отношение емкости <5 мкл (мА · ч) -1 и отношение отрицательной емкости к положительной <5 в ячейках мешочного типа. [13]

По состоянию на 2017 год вышло 700 публикаций. [15]

Химия [ править ]

Химические процессы в Li-S-элементе включают растворение лития с поверхности анода (и включение в соли полисульфидов щелочных металлов ) во время разряда и обратное литиевое покрытие на аноде во время зарядки. [16]

Анод [ править ]

На анодной поверхности происходит растворение металлического лития с образованием электронов и ионов лития во время разряда и электроосаждения во время заряда. Полуреакция выражается в виде: [17]


По аналогии с литиевыми батареями, реакция растворения / электроосаждения вызывает с течением времени проблемы нестабильного роста границы раздела твердый электролит (SEI), генерируя активные центры для зарождения и дендритного роста лития. Рост дендритов ответственен за внутреннее короткое замыкание в литиевых батареях и приводит к смерти самой батареи. [18]

Катод [ править ]

В Li-S батареях энергия накапливается в серном электроде (S 8 ). Во время разряда ионы лития в электролите мигрируют к катоду, где сера восстанавливается до сульфида лития (Li 2 S) . Сера повторно окисляется до S 8 на этапе повторного заполнения. Таким образом, полуреакция выражается как:

(E ° ≈ 2,15 В относительно Li / Li + )

На самом деле реакция восстановления серы до сульфида лития намного сложнее и включает образование полисульфидов лития (Li 2 S x , 2 ≤ x ≤ 8) при уменьшении длины цепи в соответствии с порядком: [19]

Конечный продукт на самом деле представляет собой смесь Li 2 S 2 и Li 2 S, а не чистый Li 2 S, из-за медленной кинетики восстановления при Li 2 S. [20] Это контрастирует с обычными литий-ионными ячейками, где ионы лития являются интеркалированными в аноде и катодах. Каждый атом серы может вместить два иона лития. Обычно литий-ионные аккумуляторы содержат только 0,5–0,7 ионов лития на один атом хозяина. [21] Следовательно, Li – S обеспечивает гораздо более высокую плотность хранения лития. Полисульфиды восстанавливаются на поверхности катода последовательно во время разряда ячейки:

S
8→ Ли
2S
8→ Ли
2S
6→ Ли
2S
4→ Ли
2S
3

В пористом диффузионном сепараторе полимеры серы образуются на катоде по мере зарядки элемента:

Ли
2S → Ли
2S
2→ Ли
2S
3→ Ли
2S
4→ Ли
2S
6→ Ли
2S
8 → S
8

Эти реакции аналогичны реакциям в натрий-серной батарее .

Основные проблемы Li – S аккумуляторов - это низкая проводимость серы и значительное изменение ее объема при разрядке, и поиск подходящего катода является первым шагом к коммерциализации Li – S аккумуляторов. [22] Поэтому большинство исследователей используют катод углерод / сера и литиевый анод. [23] Сера очень дешевая, но практически не имеет электропроводности , 5 × 10 -30 См · см -1 при 25 ° C. [24] Углеродное покрытие обеспечивает недостающую электропроводность. Углеродные нановолокна обеспечивают эффективный путь электронной проводимости и структурную целостность, но при этом их стоимость невысока. [25]  

Одна из проблем конструкции литий-сера заключается в том, что, когда сера в катоде поглощает литий, происходит объемное расширение композиций Li x S, и прогнозируемое объемное расширение Li 2 S составляет почти 80% от объема исходной серы. [26] Это вызывает большие механические напряжения на катоде, что является основной причиной быстрой деградации. Этот процесс уменьшает контакт между углеродом и серой и предотвращает поток ионов лития к поверхности углерода. [27]

Механические свойства литиированных соединений серы в значительной степени зависят от содержания лития, и с увеличением содержания лития прочность литиированных соединений серы улучшается, хотя это увеличение не является линейным с литиированием. [28]

Один из основных недостатков большинства Li – S ячеек - нежелательные реакции с электролитами. Пока С и Ли
2S относительно нерастворимы в большинстве электролитов, многие промежуточные полисульфиды - нет. Растворение Ли
2S
пв электролиты вызывает необратимую потерю активной серы. [29] Использование лития с высокой реакционной способностью в качестве отрицательного электрода вызывает диссоциацию большинства обычно используемых электролитов другого типа. Использование защитного слоя на поверхности анода было изучено для повышения безопасности электролизера, т. Е. Использование тефлонового покрытия показало улучшение стабильности электролита, [30] LIPON, Li 3 N также показал многообещающие характеристики.

Полисульфидный «шаттл» [ редактировать ]

Исторически сложилось так, что эффект «челнока» является основной причиной деградации Li – S батареи. [31] Полисульфид лития Li 2 S x (6≤x≤8) хорошо растворяется [32] в обычных электролитах, используемых для Li – S аккумуляторов. Они образуются и утекают с катода, и они диффундируют к аноду, где они восстанавливаются до полисульфида с короткой цепью и диффундируют обратно к катоду, где снова образуются полисульфиды с длинной цепью. Этот процесс приводит к постоянной утечке активного материала с катода, коррозии лития, низкой кулоновской эффективности и малому сроку службы батареи. [33] Кроме того, эффект «челнока» ответственен за характерный саморазряд Li – S аккумуляторов из-за медленного растворения полисульфида, который также происходит в состоянии покоя. [31] Эффект «челнока» в Li – S батарее можно количественно оценить с помощью коэффициента f c (0 <f c <1), оцениваемого по продолжению плато зарядного напряжения. Коэффициент f c определяется выражением: [34]

где k s , q up , [S tot ] и I c - соответственно кинетическая постоянная, удельная емкость, вносящая вклад в анодное плато, общая концентрация серы и ток заряда.

Электролит [ править ]

Обычно в Li – S батареях используется жидкий органический электролит, содержащийся в порах полипропиленового сепаратора. [31] Электролит играет ключевую роль в Li – S батареях, воздействуя как на эффект «челнока» за счет растворения полисульфида, так и на стабилизацию SEI на поверхности анода. Было продемонстрировано, что электролиты на основе органических карбонатов, обычно применяемые в литий-ионных батареях (например, ПК, ЕС , DEC и их смеси), несовместимы с химическим составом Li-S батарей. [35] Длинноцепочечные полисульфиды подвергаются нуклеофильной атаке на электрофильные участки карбонатов, что приводит к необратимому образованию побочных продуктов, таких как этанол , метанол , этиленгликоль.и тиокарбонаты . В аккумуляторах Li – S обычно используются циклические эфиры (как DOL ) или простые эфиры с короткой цепью (как DME ), а также семейство простых эфиров гликоля, включая DEGDME и TEGDME . [36] Один из распространенных электролитов - 1M LiTFSI в DOL : DME 1: 1 об. с 1% по весу LiNO 3 в качестве добавки для пассивации поверхности литием. [36]

Безопасность [ править ]

Из-за высокой плотности потенциальной энергии и нелинейной реакции разряда и заряда элемента микроконтроллер и другие схемы безопасности иногда используются вместе с регуляторами напряжения для управления работой элемента и предотвращения быстрого разряда . [37]

Исследование [ править ]

Исследование
АнодКатодДатаИсточникУдельная мощность после циклаПримечания
Литий металлическийМезопористый углерод с ямками, покрытый полиэтиленгликолем17 мая 2009 г.Университет Ватерлоо [38]1110  мА⋅ч / г после 20 циклов при токе 168  мА⋅г -1 [38]Минимальная деградация во время цикла зарядки. Чтобы удерживать полисульфиды на катоде, поверхность была функционализирована так, чтобы отталкивать (гидрофобные) полисульфиды. В испытании с использованием глимового растворителя традиционный серный катод потерял 96% серы за 30 циклов , в то время как экспериментальный катод потерял только 25%.
Литий металлическийПокрытые серой неупорядоченные углеродные полые углеродные нановолокна2011 г.Стэнфордский университет [39] [40]730  мА⋅ч / г после 150 циклов (при 0,5  C)Добавка к электролиту повысила эффективность Фарадея с 85% до более 99%.
Кремниевая нанопроволока / углеродПокрытые серой неупорядоченные углеродные нанотрубки из углеводов2013CGS [41] [42]1300  мА⋅ч / г после 400 циклов (при 1  ° C)Микроволновая обработка материалов и лазерная печать электродов.
Кремний-углеродСера2013Институт материаловедения и балочных технологий им. Фраунгофера IWS [43]? после 1400 циклов
Сополимеризованная сера2013Университет Аризоны [44] [45]823  мА⋅ч / г при 100 циклахИспользует «обратную вулканизацию » в основном на сере с небольшим количеством добавки 1,3-диизопропенилбензола (DIB).
Пористый TiO
2-инкапсулированные наночастицы серы		2013Стэнфордский университет [46] [47]721  мА⋅ч / г при 1000 циклах (0,5  C)Оболочка защищает серно-литиевый промежуточный продукт от растворителя электролита. Каждая катодная частица имеет диаметр 800 нанометров. Эффективность Фарадея 98,4%.
Сераиюнь 2013Национальная лаборатория Окриджа1200  мА · ч / г при 300 циклах при 60  ° C (0,1  C)

800  мА · ч / г при 300 циклах при 60  ° C (1  C) [48]

Твердый электролит из полисульфидофосфата лития. Половина напряжения типичных LIB. К остающимся проблемам относятся низкая ионная проводимость электролита и хрупкость керамической структуры. [49] [50]
ЛитийСеро- графен оксида нанокомпозит с стирол-бутадиен - карбоксиметилцеллюлозу сополимер связующего2013Национальная лаборатория Лоуренса Беркли [51]700  мА · ч / г при 1500 циклах (  разряд 0,05 ° C)

400  мА · ч / г при 1500 циклах (0,5  C заряд / 1  C разряд)

Напряжение от 1,7 до 2,5 вольт, в зависимости от уровня заряда. Бис (трифторметансульфонил) имид), растворенный в смеси н-метил- (н-бутил) пирролидиния бис (трифторметансульфонил) -имида (PYR14TFSI), 1,3-диоксолана (DOL), диметоксиэтана (DME) с 1 М бис- ( трифторметилсульфонил) имид (LiTFSI) и нитрат лития ( LiNO
3). Сепаратор из полипропилена с высокой пористостью. Удельная энергия составляет 500  Вт⋅ч / кг (начальная) и 250  Вт⋅ч / кг при 1500 циклах (C = 1,0).
Литированный графитСераФевраль 2014Тихоокеанская Северо-Западная национальная лаборатория400 цикловПокрытие предотвращает разрушение анода полисульфидами. [52]
Литированный графенПассивирующий слой серы / сульфида лития2014 г.OXIS Energy [53] [54]240  мА · ч / г (1000 циклов)

25  А · ч / ячейка

Пассивирующий слой предотвращает потерю серы
Литированный твердый углеродСополимер серы (поли (S-co-DVB))2019 г.Национальный университет Чунгнам400 мАч / г на 500 циклов при 3 ° CSEI твердого углерода предотвращает осаждение полисульфидов на аноде и обеспечивает высокую производительность. [55]
Литий-серные батареиУглеродные нанотрубки / сера2014 г.Университет Цинхуа [56]15,1  мА · ч⋅см −2 при содержании серы 17,3  мг См · см −2Был изготовлен автономный бумажный электрод CNT – S с высокой поверхностной концентрацией серы, в котором короткие MWCNT служили электропроводящей сетью на малых расстояниях, а сверхдлинные УНТ действовали как проводящая сеть на большие расстояния, так и как скрещенные связующие.
Покрытая стеклом сера с умеренно восстановленным оксидом графена для структурной поддержки2015 г.Калифорнийский университет, Риверсайд [57]700  мА⋅ч⋅г -1 (50 циклов) [58]Стеклянное покрытие предотвращает постоянную миграцию полисульфидов лития на электрод
ЛитийСера2016 г.ЛИТАТ500  Вт⋅ч / кгПроект ALISE H2020 по разработке Li – S аккумуляторной батареи для автомобилей с новыми компонентами, оптимизированной в отношении анода, катода, электролита и сепаратора.

Коммерциализация [ править ]

По состоянию на 2015 год немногие компании смогли коммерциализировать технологию в промышленных масштабах. Такие компании, как Sion Power, вступили в партнерские отношения с Airbus Defense and Space для тестирования своей технологии литий-серных батарей. Компания Airbus Defence and Space успешно запустила свой прототип самолета с высокогорным псевдоспутником (HAPS), работающего на солнечной энергии днем ​​и от литиево-серных батарей ночью в реальных условиях во время 11-дневного полета. В батареях, использованных в испытательном полете, использовались Li – S элементы Sion Power, обеспечивающие мощность 350 Вт⋅ч / кг. [59]Первоначально компания Sion утверждала, что находится в процессе массового производства, которое будет доступно к концу 2017 года, однако в последнее время можно увидеть, что они отказались от работы над своим литий-серным тестом в пользу литий-металлической батареи. [60] [61]

Британская фирма OXIS Energy разработала прототип литий-серных батарей. [62] [63] Вместе с Имперским колледжем Лондона и Крэнфилдским университетом они опубликовали модели эквивалентных схем для своих ячеек. [64] Компания Lithium Balance из Дании построила прототип аккумуляторной системы для скутеров, в первую очередь для китайского рынка. Емкость прототипа батареи составляет 1,2  кВтч, в которой используются  элементы с длительным сроком службы 10 Ач, она весит на 60% меньше, чем свинцово-кислотные батареи со значительным увеличением диапазона. [65] Они также создали  стоечную батарею 3U, 3000 Вт⋅ч, которая весит всего 25  кг и является полностью масштабируемой. [66] Они ожидают, что их литий-серные батареи будут стоить около 200 долларов за киловатт-час при массовом производстве. [67] Фирма также участвовала в проекте H2020 Европейского консорциума по производству литий-серной энергии для космической среды (ECLIPSE). В рамках этого проекта разрабатываются литий-ионные аккумуляторы большой емкости для спутников и ракет-носителей. [68]

Sony , которая также выпустила на рынок первую литий-ионную батарею, планирует вывести на рынок литий-серные батареи в 2020 году [69].

Кафедра механической и аэрокосмической инженерии Университета Монаша в Мельбурне, Австралия, разработала Li-S аккумулятор сверхвысокой емкости, который был изготовлен партнерами из Института материалов и лучевых технологий им. Фраунгофера в Германии. Утверждается, что аккумулятор может обеспечивать питание смартфона в течение пяти дней. [70]

См. Также [ править ]

  • Список типов батарей

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Zhang, Sheng S (2013). «Литий-серная батарея с жидким электролитом: фундаментальная химия, проблемы и решения». Журнал источников энергии . 231 : 153–162. DOI : 10.1016 / j.jpowsour.2012.12.102 .
  2. ↑ Амос, Дж. (24 августа 2008 г.) «Самолет на солнечных батареях совершает рекордный полет» BBC News
  3. ^ Мантирам, Арумугам; Фу, Юнчжу; Су, Юй-Шэн (2013). «Проблемы и перспективы литий-серных батарей» (PDF) . В соотв. Chem. Res . 46 : 1125–1134. DOI : 10.1021 / ar300179v . Архивировано из оригинального (PDF) 03.01.2020.
  4. ^ «Технология литий-серных батарей OXIS Energy» . Проверено 20 мая 2017 .
  5. ^ «Новая литий-серная батарея удваивает плотность энергии литий-ионной» . NewAtlas.com. 2 декабря 2013 . Проверено 18 февраля 2014 .
  6. ^ Дяо, Ян; Се, Кай; Сюн, Шичжао; Хун, Сяобинь (август 2013 г.). «Феномен челнока - механизм необратимого окисления активного материала серы в Li – S батарее». Журнал источников энергии . 235 : 181–186. DOI : 10.1016 / j.jpowsour.2013.01.132 .
  7. ^ Эфтехари, Али (2017). «Возникновение литий-селеновых батарей». Устойчивая энергетика и топливо . 1 : 14–29. DOI : 10.1039 / C6SE00094K .
  8. ^ США 3043896A
  9. ^ США 3532543A 
  10. ^ США 3413154A 
  11. ^ Peled, E .; Горенштейн, А .; Сигал, М .; Штернберг, Ю. (май 1989 г.). «Литий-серная аккумуляторная батарея (расширенная аннотация)». Журнал источников энергии . 26 (3–4): 269–271. Bibcode : 1989JPS .... 26..269P . DOI : 10.1016 / 0378-7753 (89) 80133-8 .
  12. ^ Peled, E. (1989). «Литий-серная батарея: оценка электролитов на основе диоксолана». Журнал Электрохимического общества . 136 (6): 1621. DOI : 10,1149 / 1,2096981 .
  13. ^ а б Бхаргав, Амрут; Цзяжуй, Хе (2020). «Литий-серные батареи: достижение критических показателей» . Джоуль . 4 : 285–291. DOI : 10.1016 / j.joule.2020.01.001 .
  14. ^ Мантирам, Арумугам; Фу, Юнчжу; Чунг, Шэн-Хэн; Зу, Чэньси; Су, Юй-Шэн (2014). «Литий-серные аккумуляторные батареи». Химические обзоры . 114 : 11751–11787. DOI : 10.1021 / cr500062v .
  15. ^ Кумар, Рудра; Лю, Цзе; Хван, Чан-Ён; Сунь, Ян-Кук (2018). «Последние тенденции исследований Li – S аккумуляторов» . Журнал Материалы ХИМИИ . 6 (25): 11582–11605. DOI : 10.1039 / C8TA01483C . ISSN 2050-7488 . 
  16. ^ Tudron, FB, Akridge, JR и Puglisi, VJ (2004) "литий-серные аккумуляторы: характеристики, состояние развития, и применимость к питанию портативной электронике" (Tucson, AZ: Sion питание)
  17. ^ Кумар, Рудра; Лю, Цзе; Хван, Чан Ён (2018). «Последние тенденции исследований Li – S аккумуляторов» . Журнал Материалы ХИМИИ . 6 (25): 11582–11605. DOI : 10.1039 / C8TA01483C . Проверено 4 июля 2019 .
  18. ^ Уальд Ely, Teyeb; Камзабек, Дана; Чакраборти, Дхритиман (29.05.2018). «Литий-серные батареи: современное состояние и будущие направления». ACS Applied Energy Materials . 1 (5): 1783–1814. DOI : 10.1021 / acsaem.7b00153 .
  19. ^ Линь, Чжань; Лян, Чэнду (2015). «Литий-серные батареи: от жидких к твердым элементам» . Журнал Материалы ХИМИИ . 3 (3): 18. DOI : 10.1039 / C4TA04727C . ОСТИ 1185628 . Проверено 4 июля 2019 . 
  20. ↑ Сон, Мин-Гю; Кэрнс, Элтон Дж .; Чжан, Юэган (2013). «Литий-серные батареи с высокой удельной энергией: старые вызовы и новые возможности» . Наноразмер . 5 (6): 2186–204. Bibcode : 2013Nanos ... 5.2186S . DOI : 10.1039 / c2nr33044j . PMID 23397572 . Проверено 4 июля 2019 . 
  21. ^ Bullis, Кевин (22 мая 2009). «Возвращаясь к литий-серным батареям» . Обзор технологий . Проверено 12 августа 2016 года .
  22. ^ Эфтехари, A. (2017). «Катодные материалы для литий-серных батарей: практическая перспектива». Журнал Материалы ХИМИИ . 5 (34): 17734–17776. DOI : 10.1039 / C7TA00799J .
  23. ^ Чой, YJ; Ким, KW (2008). «Улучшение цикличности серного электрода для литиево-серной батареи». Журнал сплавов и соединений . 449 (1-2): 313-316. DOI : 10.1016 / j.jallcom.2006.02.098 .
  24. ^ JA Дин, изд. (1985). Справочник Ланге по химии (третье изд.). Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. С.  3–5 .
  25. ^ Чой, YJ; Чанг, Ю. Д.; Baek, CY; Ким, KW; Ан, Дж. Х. (4 марта 2008 г.). «Влияние углеродного покрытия на электрохимические свойства серного катода для литиево-серного элемента». J. Источники энергии . 184 (2): 548–552. Bibcode : 2008JPS ... 184..548C . DOI : 10.1016 / j.jpowsour.2008.02.053 .
  26. ^ Ислам, Md Mahbubul; Остадхоссейн, Алиреза; Бородин, Олег; Йейтс, А. Тодд; Типтон, Уильям В .; Хенниг, Ричард Дж .; Кумар, Нитин; Дуин, Адри, фургон CT (21 января 2015). «Моделирование молекулярной динамики ReaxFF на катодных материалах с литированной серой» . Phys. Chem. Chem. Phys . 17 (5): 3383–3393. Bibcode : 2015PCCP ... 17.3383I . DOI : 10.1039 / c4cp04532g . PMID 25529209 . 
  27. ↑ Брайан Додсон, «Новая литий-серная батарея удваивает плотность энергии литий-ионной» , NewAtlas, 1 декабря 2013 г.
  28. ^ Ислам; и другие. (2015). «Моделирование молекулярной динамики ReaxFF на катодных материалах с литированной серой» . Phys. Chem. Chem. Phys . 17 (5): 3383–3393. Bibcode : 2015PCCP ... 17.3383I . DOI : 10.1039 / C4CP04532G . PMID 25529209 . 
  29. ↑ Jeong, SS; Lim, Y .; Choi, YT; Ким, KW; Ahn, HJ; Чо, К.К. (2006). «Электрохимические свойства литий-серных элементов с использованием полимерных электролитов PEO, полученных при трех различных условиях перемешивания». J. Источники энергии . 174 (2): 745–750. Bibcode : 2007JPS ... 174..745J . DOI : 10.1016 / j.jpowsour.2007.06.108 .
  30. ^ Ислам, Md Mahbubul; Брянцев, Вячеслав С .; ван Дуин, Адри CT (2014). «Моделирование реактивного силового поля ReaxFF на влияние тефлона на разложение электролита во время анодного разряда Li / SWCNT в литий-серных батареях» (PDF) . Журнал Электрохимического общества . 161 (8): E3009 – E3014. DOI : 10.1149 / 2.005408jes .
  31. ^ a b c Мантирам, Арумугам; Фу, Юнчжу; Чунг, Шэн-Хэн; Зу, Чэньси; Су, Юй-Шэн (10.12.2014). «Литий-серные аккумуляторные батареи». Химические обзоры . 114 (23): 11751–11787. DOI : 10.1021 / cr500062v . ISSN 0009-2665 . PMID 25026475 .  
  32. ^ Чжан, Кинтао (2018). Химически производный графен: функционализация, свойства и приложения (иллюстрированный ред.). Королевское химическое общество. п. 224. ISBN 978-1-78801-080-1. Выдержка страницы 224
  33. ↑ Сон, Мин-Гю; Кэрнс, Элтон Дж .; Чжан, Юэган (2013). «Литий-серные батареи с высокой удельной энергией: старые вызовы и новые возможности». Наноразмер . 5 (6): 2186–204. Bibcode : 2013Nanos ... 5.2186S . DOI : 10.1039 / c2nr33044j . ISSN 2040-3364 . PMID 23397572 .  
  34. ^ Михайлик, Юрий В .; Акридж, Джеймс Р. (2004). «Исследование полисульфидных шаттлов в системе Li / S аккумуляторных батарей» . Журнал Электрохимического общества . 151 (11): A1969. DOI : 10.1149 / 1.1806394 .
  35. ^ Йим, Тэын; Парк, Мин-Сик; Ю, Джи-Санг; Ким, Ки Джэ; Им, Кын Юнг; Ким, Джэ-Хун; Чон, Гуджин; Джо, Йонг Нам; Ву, Санг-Гиль (сентябрь 2013 г.). «Влияние химической реакционной способности полисульфида по отношению к электролиту на основе карбоната на электрохимические характеристики Li – S батарей». Electrochimica Acta . 107 : 454–460. DOI : 10.1016 / j.electacta.2013.06.039 .
  36. ^ a b Шеерс, Йохан; Фантини, Себастьян; Йоханссон, Патрик (июнь 2014 г.). «Обзор электролитов для литий-серных аккумуляторов». Журнал источников энергии . 255 : 204–218. Bibcode : 2014JPS ... 255..204S . DOI : 10.1016 / j.jpowsour.2014.01.023 .
  37. ^ Akridge, JR (октябрь 2001) «Литий - серные батареи Аккумуляторные безопасности» Батарея питания Продукты и технологии
  38. ^ а б Сюлей Джи, Кю Тэ Ли и Линда Ф. Назар. (17 мая 2009 г.) «Высокоупорядоченный наноструктурированный углерод-серный катод для литий-серных батарей». Материалы Природы
  39. ^ Гуанъюань, Чжэн; Юань Ян; Джуди Дж. Ча; Сеунг Сэ Хонг; И Цуй (14 сентября 2011 г.). "Серные катоды с полыми углеродными нанофибрами для литиевых аккумуляторных батарей большой удельной емкости" (PDF) . Нано-буквы . 11 (10): 4462–4467. Bibcode : 2011NanoL..11.4462Z . DOI : 10.1021 / nl2027684 . PMID 21916442 .  
  40. ↑ Келлер, Сара Джейн (4 октября 2011 г.). «Сера в полых нановолокнах решает проблемы конструкции литий-ионных аккумуляторов» . Стэнфордские новости . Стэнфордский университет . Проверено 18 февраля 2012 года .
  41. ^ Розенберг, Сара; Хинтеннах (1 апреля 2014 г.). «Литий-серные микроэлектроды для Li / S аккумуляторов с лазерной печатью». Российский журнал электрохимии . 50 (4): 327–335. DOI : 10.1134 / S1023193514040065 .
  42. ^ Ванденберг, Аврелий; Хинтеннах (1 апреля 2014 г.). «Новый подход к дизайну литий-серных батарей». Российский журнал электрохимии . 50 (4): 317–326. DOI : 10.1134 / S102319351306013X .
  43. ^ «Исследователи увеличивают срок службы литий-серных батарей» . Gizmag.com. 4 апреля 2013 . Проверено 4 декабря 2013 .
  44. ^ Чанг, WJ; Грибель, JJ; Kim, ET; Юн, H .; Simmonds, AG; Джи, HJ; Дирлам, PT; Стекло, RS; Wie, JJ; Nguyen, NA; Гуралник, Б.В. Park, J .; Somogyi, Á. D .; Theato, P .; MacKay, ME; Сун, YE; Char, K .; Пьюн, Дж. (2013). «Использование элементарной серы в качестве альтернативного сырья для полимерных материалов». Химия природы . 5 (6): 518–524. Bibcode : 2013NatCh ... 5..518C . DOI : 10.1038 / nchem.1624 . PMID 23695634 . 
  45. ^ Кэрил Ричардс (2013-04-16). «Радикальный подход к превращению серы в полимеры» .
  46. ^ Национальная ускорительная лаборатория SLAC (6 сообщений) (2013-01-08). «Мировой рекорд производительности батареи достигнут с помощью яичных наноструктур» . CleanTechnica . Проверено 11 июня 2013 .
  47. ^ Wei Seh, Z .; Li, W .; Cha, JJ; Zheng, G .; Ян, Й .; McDowell, MT; Хсу, ПК; Цуй, Ю. (2013). «Наноархитектура сера – TiO2 желток – оболочка с внутренними пустотами для литий – серных аккумуляторов длительного цикла» . Nature Communications . 4 : 1331. Bibcode : 2013NatCo ... 4.1331W . DOI : 10.1038 / ncomms2327 . PMID 23299881 . 
  48. ^ Лин, Z; Лю, Z; Фу, Вт; Дадни, штат Нью-Джерси; Лян, К. (2013). «Полисульфидофосфаты лития: семейство литий-проводящих соединений с высоким содержанием серы для литий-серных батарей» (PDF) . Angewandte Chemie International Edition . 52 (29): 7460–7463. DOI : 10.1002 / anie.201300680 . PMID 23737078 . Архивировано из оригинального (PDF) 10 сентября 2016 года.  
  49. ^ Lin, Z .; Liu, Z .; Fu, W .; Дадни, штат Нью-Джерси; Лян, К. (2013). «Полисульфидофосфаты лития: семейство литий-проводящих соединений с высоким содержанием серы для литий-серных батарей» (PDF) . Angewandte Chemie International Edition . 52 (29): 7460–7463. DOI : 10.1002 / anie.201300680 . PMID 23737078 . Архивировано из оригинального (PDF) 10 сентября 2016 года.  
  50. ^ «Цельнотвердый литий-серный аккумулятор хранит в четыре раза больше энергии, чем литий-ионный» . NewAtlas.com. 7 июня 2013 . Проверено 13 июня 2013 .
  51. ^ «Новая литий-серная батарея удваивает плотность энергии литий-ионной» . NewAtlas.com. 2 декабря 2013 . Проверено 4 декабря 2013 .
  52. ^ Lavars, Ник (20 февраля 2014). «Гибридный анод в четыре раза увеличивает срок службы литий-серных батарей» . Проверено 22 августа 2016 года .
  53. ^ "Запах серы" . Экономист . 3 января 2015 года . Проверено 22 августа 2016 года .
  54. ^ «Компания OXIS Energy, производящая литий-ионные аккумуляторы, сообщает о 300 Вт⋅ч / кг и 25 Aч элементах, прогнозируя 33 Aч к середине 2015 года и 500 Втч / кг к концу 2018 года» . Конгресс зеленых автомобилей. 12 ноября 2014 . Проверено 22 августа 2016 года .
  55. ^ Nguyen, D.-T .; Hoefling, A .; Yee, M .; Нгуен, THG; Theato, P .; Ли, YJ; Песня, С.-В. (2019). «Создание высокопроизводительных и безопасных литий-ионно-серных аккумуляторов за счет эффективного сочетания серно-сополимерного катода и твердоуглеродного анода». ChemSusChem . 12 (2): 480–486. DOI : 10.1002 / cssc.201802430 . PMID 30479038 . 
  56. ^ Юань, Чжэ; Пэн, Хун-Цзе; Хуан, Цзя-Ци; Лю, Синь-Янь; Ван, Дай-Вэй; Чэн, Синь-Бин; Чжан, Цян (2014-10-01). «Иерархические отдельно стоящие бумажные электроды из углеродных нанотрубок со сверхвысоким содержанием серы для литий-серных батарей» (PDF) . Современные функциональные материалы . 24 (39): 6105–6112. DOI : 10.1002 / adfm.201401501 . ISSN 1616-3028 . Архивировано из оригинального (PDF) 03.01.2020.  
  57. ^ Нилон, Шон (2015-03-03). «Стеклянное покрытие для повышения производительности аккумулятора» . НИОКР . Архивировано из оригинала на 2015-03-07 . Проверено 22 августа 2016 года .
  58. ^ Nealon, Шон (2 марта 2015). «Стеклянное покрытие улучшает характеристики аккумулятора» . Phys.org . Проверено 22 августа 2016 года .
  59. ^ Копер, J (сентябрь 2014) "Sion Power, литий-серные батареи питания Высотного Псевдо-полет спутник" Sion Power Company Пресс - релиз
  60. ^ «Sion Power обеспечивает производительность аккумуляторов нового поколения благодаря запатентованной технологии Licerion®» . 2016-10-03 . Проверено 4 октября 2016 года .
  61. ^ https://sionpower.com/2018/sion-power-announces-launch-of-its-groundbreaking-licerion-rechargeable-lithium-battery/
  62. ^ «Anesco и OXIS выпустят литиево-серные аккумуляторы к 2016 году» (пресс-релиз). OXIS Energy. 14 июля 2015 года . Проверено 22 августа 2016 года .
  63. ^ «Аккумулятор OXIS питает беспилотный автомобиль для программы правительства Великобритании Smart City Gateway» (пресс-релиз). OXIS Energy. 22 февраля, 2015. Архивировано из оригинала на 2016-04-29 . Проверено 22 августа 2016 года .
  64. ^ Пропп, К .; Маринеску, М .; Оже, диджей; и другие. (12 августа 2016 г.). «Мультитемпературная модель разряда в зависимости от состояния эквивалентной схемы для литий-серных батарей» . J. Источники энергии . 328 : 289–299. Bibcode : 2016JPS ... 328..289P . DOI : 10.1016 / j.jpowsour.2016.07.090 .
  65. ^ «Серно-литиевые батареи будут впервые коммерциализированы к 2018 году в электрических велосипедах, где плотность энергии будет улучшена для последующего использования в электромобилях» . nextbigfuture.com . 2016-06-10 . Проверено 2 февраля 2017 .
  66. ^ "Батарея для монтажа в стойку OXIS" (PDF) . OXIS Energy . Проверено 20 мая 2017 года .
  67. ^ «Презентация технологии литий-серных батарей OXIS Energy» . OXIS Energy. 2016-11-03 . Проверено 20 мая 2017 года .
  68. ^ «Проект ECLIPSE» . ЗАТМЕНИЕ. Архивировано из оригинального 26 августа 2018 года . Проверено 26 мая 2017 года .
  69. ^ «Батарея Sony , чтобы предложить 40% дольше телефон жизнь» . Обзор Nikkei Asian . 17 декабря 2015 года . Проверено 22 августа 2016 года .
  70. ^ « „ В мире наиболее эффективным литий-серный аккумулятор“набор для запуска» . Инженер . 6 января 2020 . Проверено 9 января 2020 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • «OXIS Energy» . OXIS Energy . Проверено 30 октября 2013 .
  • «PolyPlus Lithium Sulphur» . Polyplus.com. Архивировано из оригинала на 2013-04-20 . Проверено 6 апреля 2013 .
  • «Сионская держава» . Сион Сила . Проверено 6 апреля 2013 .
  • "Уинстон Бэттери Лимитед" . En.winston-battery.com. Архивировано из оригинала на 2014-03-25 . Проверено 6 апреля 2013 .
  • «Аккумулятор EEMB» . Батарея EEMB. Проверено 13 апреля 2018.