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batterie Nouveau à base de soufre tout solide surpasse les technologies lithium-ion 5 juin 2013 Une nouvelle batterie lithium-soufre tout solide développé par une équipe Oak Ridge National Laboratory dirigé par Chengdu Liang a le potentiel de réduire les coûts, augmenter les performances et d'améliorer la sécurité par rapport aux designs existants. Crédit: Department of Oak Ridge National Laboratory de l'énergie (Phys. org) - Scientists au Département de Oak Ridge National Laboratory de l'énergie ont conçu et testé une batterie tout solide lithium-soufre avec environ quatre fois la densité énergétique des technologies lithium-ion classiques qui alimentent les électronique d'aujourd'hui. La conception de la batterie ORNL, qui utilise du soufre élémentaire à faible coût abondante, aborde également les préoccupations d'inflammabilité vécues par d'autres chimies. «Notre approche est un changement complet du concept actuel de la batterie de deux électrodes reliées par un électrolyte liquide. Qui a été utilisé au cours des 150 à 200 dernières années», a déclaré Chengdu Liang, auteur principal de l'étude ORNL publiée cette semaine dans Angewandte Chemie international Edition. Les scientifiques ont été enthousiasmés par le potentiel des batteries lithium-soufre pendant des décennies, mais de longue durée, des versions à grande échelle pour des applications commerciales ont prouvé insaisissable. Les chercheurs ont été coincés avec un catch-22 créée par l'utilisation d'électrolytes liquides de la batterie: D'une part, le liquide a aidé ions de conduite à travers la batterie en permettant des composés de lithium polysulfure pour dissoudre. L'inconvénient, cependant, est que le même processus de dissolution a provoqué la batterie pour briser prématurément vers le bas. L'équipe ORNL a surmonté ces obstacles en synthétisant d'abord une classe encore jamais vu des matériaux riches en soufre qui effectuent des ions ainsi que les oxydes de lithium métal utilisés classiquement dans la cathode de la batterie. L'équipe de Liang a ensuite combiné la nouvelle cathode riche en soufre et une anode de lithium avec un matériau d'électrolyte solide, également développé à l'ORNL, pour créer, une batterie tout solide à haute densité énergétique. "Ce changement de jeu de changement de liquide à électrolytes solides élimine le problème de la dissolution de soufre et nous permet de livrer sur la promesse de batteries lithium-soufre", a déclaré Liang. «Notre conception de la batterie a un réel potentiel pour réduire les coûts, augmenter la densité d'énergie et d'améliorer la sécurité par rapport aux technologies lithium-ion existantes." La nouvelle cathode ioniquement conducteur activé la batterie ORNL de maintenir une capacité de 1200 heures milliampères (mAh) par gramme après 300 cycles de charge-décharge à 60 degrés Celsius. A titre de comparaison, une cathode traditionnelle de la batterie lithium-ion a une capacité moyenne entre 140-170 mAh / g. Parce que les batteries lithium-soufre fournissent environ la moitié de la tension des versions lithium-ion, cette augmentation de huit fois la capacité démontrée dans la batterie cathode ORNL se traduit par quatre fois la densité d'énergie gravimétrique de technologies lithium-ion, a expliqué Liang. conception tout-solide de l'équipe augmente également la sécurité de la batterie en éliminant des électrolytes liquides inflammables qui peuvent réagir avec du lithium métallique. Le chef parmi d'autres avantages de la batterie ORNL est son utilisation du soufre élémentaire, un sous-produit industriel abondant de traitement du pétrole. "Le soufre est pratiquement exempt", a déclaré Liang. "Non seulement magasin de soufre beaucoup plus d'énergie que les composés de métaux de transition utilisés dans les cathodes de batteries lithium-ion, mais un dispositif lithium-soufre pourrait aider à recycler un déchet dans une technologie utile." Bien que la nouvelle batterie de l'équipe est encore à l'étape de démonstration, Liang et ses collègues espèrent voir leurs recherches se déplacer rapidement du laboratoire dans des applications commerciales. Un brevet sur la conception de l'équipe est en attente. «Ce projet représente une synergie entre la science fondamentale et la recherche appliquée", a déclaré Liang. «Nous avons utilisé la recherche fondamentale pour comprendre un phénomène scientifique, identifié le problème et ensuite créé le bon matériel pour résoudre ce problème, ce qui a conduit à la réussite d'un dispositif avec des applications du monde réel." Plus d'informations: L'étude est publiée en tant que «Lithium Polysulfidophosphates: Une famille de Lithium-Conducting composés riches en soufre pour Lithium-Soufre Batteries," et est disponible en ligne à dx. doi. org/10.1002/anie.201300680 Photo fournie par l'Oak Ridge National Laboratory Découvrez plus stratégie de batterie ion lithium Nouveau offre plus d'énergie, cycle de vie plus longue (Phys. org) - batteries au lithium-ion de route des dispositifs de voitures électriques pour smartphones. Et la société exige plus de batteries avec une plus grande capacité de chaque batterie. design 'Yolk-shell »conduit à des performances de la batterie record mondial scientifiques (Phys. org) - SLAC et Stanford ont établi un record mondial pour le stockage d'énergie, en utilisant une conception intelligente "jaune-shell" pour stocker cinq fois plus d'énergie dans la cathode de soufre d'une batterie lithium-ion rechargeable que ce qui est. Étude ouvre la voie à des batteries ion lithium plus grandes, plus sûr (Phys. org) - Looking vers des batteries améliorées pour charger les voitures électriques et le stockage de l'énergie des scientifiques solaire et éolienne, renouvelables mais intermittentes à Oak Ridge National Laboratory ont développé la première haute performance. Les scientifiques augmentent au lithium-soufre durée de vie de la batterie par un facteur de 10 25 février 2013 fonctionnalité (Phys. org) - Le monde de batteries rechargeables est pleine de compromis. Bien que le lithium-ion (Li-ion) sont actuellement le plus grand succès commercial, leur faible densité énergétique ne permet pas une gamme de conduite longue. Une vie plus longue pour les batteries lithium-soufre Les voitures électriques ont encore obtenu les choses difficiles sur le marché allemand. Ils sont trop chers et leur portée est trop courte. Ceci est un moment opportun pour une percée dans les batteries lithium-soufre efficace et à faible coût. Les possibilités de recherche abondantes pour les batteries de nouvelle génération (Phys. org) - Dans la scène d'ouverture du film emblématique des années 1960, The Graduate, Benjamin Braddock, lors d'une fête pour célébrer son diplôme d'études collégiales, est donné un mot de conseils pour son avenir: "Plastics." Étiez jeune Benjamin. Taille de police Sélectionner le sujet Basculer vers? Partager à?