Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Статья Пекинского университета и соавторов из Карлсруэ, Гиссена и Хасселта вышла в журнале Nature Communications 9 октября 2026 года
Исследователи Пекинского университета с коллегами из Германии и Бельгии встроили йод в серный катод твердотельной литий-серной батареи. Лабораторные ячейки отдали 851,9 мА·ч/г при заряде током 10C, а при 2C прошли 9000 циклов за 9 месяцев с сохранением 75,8% ёмкости, говорится в статье в Nature Communications.
В литий-ионном аккумуляторе ионы лития при заряде просто выходят из кристаллической решётки катода. В литий-серном катоде вещество превращается целиком: при разряде сера становится сульфидом лития Li2S, при заряде — снова серой. С твёрдым электролитом это реакции «твёрдое — твёрдое»: растворяться и перетекать нечему.
При этом сера и сульфид лития почти не проводят ни электроны, ни ионы. Реакция идёт только там, где частица касается одновременно углерода, подводящего электроны, и электролита, подводящего ионы лития. Таких точек мало, и при быстром заряде большая часть серы не успевает прореагировать. К тому же при циклировании сера меняет объём, и контакты между частицами разрушаются.
Сера и йод в составе S8I2 образуют эвтектику, которая плавится при 67,8 °C. Авторы ввели расплав в мезопоры углеродной сажи, где он застыл аморфной наноэвтектикой: сера и йод тщательно перемешаны и не образуют кристаллов.
В катоде йод сам реагирует с сульфидным электролитом-католитом Li5,5PS4,5Cl1,5 и образует иодид лития. По всему электроду возникает сеть-медиатор из пар I2/I−, которая переносит электроны. Потенциал пары I−/I2 (около 2,6–2,8 В) выше, чем у пары Li2S/S (2,3 В), поэтому йод химически окисляет соприкасающийся с ним сульфид лития, и реакция идёт не только возле частиц углерода.
Ячейки лабораторные: порошки прессовали в цилиндре диаметром 10 мм, противоэлектрод — индий с литием (In/InLi), испытания шли при 25 °C.
Ёмкость и ток отнесены ко всей массе S8I2, то есть к сере вместе с йодом: 1C соответствует 945 мА/г.
Лабораторные испытания на образцах. Ограничения: прессованные ячейки диаметром 10 мм с индий-литиевым противоэлектродом; длительные испытания — при загрузке 1,0–1,3 мг/см²; ресурсные ячейки при 2C и ячейки с высокой загрузкой работали под давлением около 64 МПа; пакетных ячеек в статье нет. Статья вышла как предварительная версия: рецензирование пройдено, но до окончательной версии текст может редактироваться.
Литий-серные аккумуляторы интересны тем, что сера доступна и запасает много заряда на единицу массы, а твердотельный вариант избавлен от растворения промежуточных полисульфидов в жидком электролите.
Группа корреспондирующего автора Цюаньцюаня Пана (Quanquan Pang) 15 января 2025 года описала в Nature стеклообразный сульфидный электролит с йодом, который тоже работал как медиатор: 1497 мА·ч на грамм серы при заряде 2C и 30 °C, более 25 000 циклов при 5C с сохранением 80,2% ёмкости. В новой работе медиатор перенесли из электролита в катод. Авторы называют подход простым для применения в других электродах на реакциях превращения, а свои результаты — конкурентоспособными, но оговаривают, что напрямую сравнивать разные работы нужно осторожно.
Для разработчиков и покупателей накопителей это ориентир, а не продукт: испытаны ячейки площадью меньше 1 см².
Материал носит информационный характер и подготовлен по открытым источникам, ссылки на них приведены в тексте. Он не является публичной офертой (ст. 437 ГК РФ) и профессиональной рекомендацией.
Результаты получены авторами исследования и приведены по их публикации. ООО «Иннер Инжиниринг» их не проверяло и не гарантирует их применимость к конкретным изделиям. Подбирайте и рассчитывайте компоненты по технической документации изготовителя.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.