Литий-серные батареи хорошо накапливают энергию, примерно в пять раз больше, чем современные литий-ионные. Авторы новой работы разработали новый дизайн для этой архитектуры, в котором они использовали сахар, чтобы сделать батарею более стабильной. В результате она смогла работать более 1000 циклов.

Ранее ученые исследователи потенциал литий-серных батарей, но эти эксперименты не выходили на рынок из-за низкой стабильности: во время зарядки положительный сернистый электрод батареи расширяется и сжимается, а также подвергается серьезному напряжению и быстро изнашивается. Кроме этого, отрицательный электрод загрязняется соединениями серы.

Ранее ученые частично решили эту проблему: они разработали специальное связующее, которое создает дополнительное пространство вокруг частиц серы, а это значит, что есть больше места для безопасного расширения во время зарядки. У них получилось сделать батарею, которая выдерживает более 200 циклов.

Авторы новой работы нацелились на отрицательный литиевый электрод, который загрязняется соединениями серы. Ранее было известно, что некоторые вещества на основе сахара могут предотвращать деградацию в геологических отложениях, а также поддерживают прочные связи между сульфидами.

В результате исследователи сделали добавку на основе сахара для сетчатой архитектуры электрода: она действует как связующее и образует сетчатые микроструктуры, которые помогают регулировать поведение полисульфидов. В результате батарея с сахаром продемонстрировала производительность около 700 мАч на грамм и работала более 1000 циклов.

Исследователи отмечают, что их технология способна накапливать в два-пять раз больше энергии, чем современные литиевые батареи.