Компания Oxis создала безопасный и емкий литий-серный аккумулятор с удельной энергоемкостью 470 Вт*ч/кг и объемной плотностью почти 800 Вт*ч на литр. Это почти в 2 раза лучше, чем плотность энергии топовых линий-ионных батарей. К 2025 году Oxis намерена довести этот показатель до 600 Вт*ч/кг. Батарея, которую компания представила на авиационной выставке в Техасе, при той же производительности была на 40% легче литий-ионной и обеспечила электросамолету eColt два часа полета.

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.