Litiumsvavelbatterier

Litiumsvavelbatterier är en typ av sekundära batterier där svavel fungerar som katod och litium som anod. De har hög teoretisk energitäthet, upp till cirka 2600 Wh/kg för svavel, och ofta uppmätt energitäthet vid cellnivå runt 400–600 Wh/kg beroende på design. Svavel är billigt och rikligt, vilket gör tekniken intressant för framtida energieffektivisering.

Den kemiska mekanismen innebär att svavel omvandlas mellan S8 och Li2S under urladdning respektive uppladdning. Mellanprodukter kallade polysulfider bildas och kan lösa sig i elektrolyten, vilket leder till shuttle-effekten och kapacitetsförlust. Svavelvolymen ökar kraftigt vid litiering, vilket utsätter katoden för mekaniska spänningar och påverkar livslängden.

Forskningens centrala åtgärder syftar till att restriktera shuttle-effekten och förbättra livslängden. Vanliga strategier inkluderar att kapsla svavel i porösa värdmaterial, använda bindare och ledande ramar, och utveckla bättre elektrolyter eller solid-state lösningar som minskar polysulfidmigrationen och förbättrar stabiliteten vid cykler.

Trots starkt forskningsintresse har Li-S-batterier än så länge inte nått bred kommersiell massproduktion. De förväntas komma till anmärkningsvärd användning inom fordon och energilagring om tekniska och kostnadsmässiga hinder övervinns. Miljövänlighet och återvinning är också centrala frågor i utvecklingen.