Попытки создать аккумулятор, способный конкурировать с литий-ионными батареями, не прекращаются уже очень продолжительное время. Учёные сообщества по всему миру совместно с инженерами-конструкторами пытаются создать полностью рабочий энергоэлемент с улучшенными по сравнению с литиевой АКБ характеристиками.
Так, одной из перспективных разработок можно назвать литий-серный аккумулятор с очень высокой энергоёмкость — практически в пять-шесть раз больше, чем у традиционной литиевой батареи. Работы над созданием полноценного и «долгоиграющего» образца ведутся с 2004 года. Начало им положила компания Sion Power, создав действующий, но маложивущий прототип. Затем, в 2019 году, проблемой усовершенствования энергоносителя занялись сотрудники Университета Монаш.
Конструктивно Li-S АКБ ничем не отличается от обычного энергоносителя, однако особенность его в том, что положительный электрод во время зарядки не только подвергается серьёзному напряжению, но и постоянно сжимается и расширяется, в результате чего быстро теряет ресурс прочности и разрушается, при этом катод начинает принимать (загрязняться) серными соединениями, что также негативно влияет на параметры батареи.
Ранее эту проблему пытались решить с помощью специального связующего раствора, создававшего дополнительное пространство вокруг ионов серы и снижающего воздействие на электроды, увеличив количество циклов заряда-разряда до 200, но, само собой, этого было недостаточно.
Авторы новой концепции предложили обезопасить катод от ионов серы. Для этого была разработана специальная добавка в электролит на основе сахара специально для сетчатой структуры отрицательного электрода — вещество действует как связующее звено, образовывая сетчатую архитектуру, регулирующую количество и поведение серных соединений, не давая им «оккупировать» катод. Итогом нововведения стал увеличенный в несколько раз срок жизни АКБ — теперь элемент можно заряжать до полутора тысяч раз с незначительной потерей энергоёмкости. Учитывая, что у литий-ионных батарей после 600 зарядно-разрядных циклов наблюдается примерно 20-процентное снижение ёмкости, объявленные результаты разработок выглядят обнадёживающе.
Если исследователям удастся подтвердить жизнеспособность «новой» аккумуляторной батареи, то в ближайшее время можно ожидать на рынке появление серийной модели, которая при удачном раскладе не только потеснит традиционные накопители, но и сделает технологию передачи и хранения энергии намного дешевле, чем сейчас. Следовательно, также можно будет ожидать и значительного удешевления генерации на основе ВИЭ и электротранспорта, где стоимость батареи зачастую играет решающую роль в ценообразовании на конечный продукт.
