Li-SOCl2 батареи известны своей выносливостью, емкостью и низкой скоростью разряда, но также и своим главным недостатком: они не перезаряжаются. Недавно американские ученые сообщили, что нашли решение для их подзарядки.
Химический состав хлора недостаточно стабилен
Коммерчески доступными являются батареи на основе тионилхлорида лития (Li-SOCl2). Они очень долговечны, имеют высокую емкость и очень низкую скорость разряда по сравнению с литий-ионными батареями. Обычно они встречаются в промышленном секторе, точнее, в оборудовании для длительного применения. К сожалению, эти батареи не предназначены для перезарядки, что очень жаль в то время, когда экологическое воздействие устройств вызывает серьезную озабоченность.
Химический состав хлора недостаточно стабилен, чтобы обеспечить циклы зарядки (и разрядки). Хлорид лития (или натрия) превращается в хлор — вещество, которое слишком реакционноспособно, чтобы вернуться в свое основное состояние. Таким образом, Li-SOCl2 батареи сталкиваются с ограничениями, которые теоретически не делают их продуктом будущего.
Однако эти ограничения можно преодолеть, как объясняют исследователи из Стэнфордского университета (США) в своем исследовании, опубликованном в журнале Nature 25 августа 2021 года. В настоящее время команда ученых экспериментирует над тем, как стабилизировать химический состав хлора и тем самым обеспечить возможность перезарядки Li-SOCl2 батарей.
Это решение основано на новом электроде из пористого углерода. Этот углерод поглощает неустойчивые молекулы хлора и надежно сохраняет их. Цель? Чтобы превратить эти молекулы обратно в натрий. Очевидно, что проект все еще находится в зачаточном состоянии, но обещания велики. Батарея, над которой работают исследователи, уже допускает 200 циклов зарядки и разрядки. Тем не менее, говорят о постоянном прогрессе, несмотря на то, что мы все еще далеки от 500-1000 циклов, которые допускают обычные литий-ионные батареи.
В пресс-релизе исследователи утверждают, что рассматриваемая батарея Li-SOCl2 при зарядке обеспечивает плотность энергии 1 200 мАч на грамм. Это поразительная величина, которая дает надежду на повышение стандарта обычных батарей, используемых в настоящее время в большинстве наших повседневных устройств, в шесть раз.
Очевидно, что впереди еще долгий путь. Обычно требуется несколько лет, чтобы пройти путь от простых экспериментов до крупномасштабного производства. А пока люди со смартфонами могут помечтать о будущем, в котором каждый сможет подзаряжать свое устройство только раз в неделю.
Источник:
