Onderzoekers van het Oak Ridge National Laboratory (ORNL) hebben een nieuwe lithium-zwavel-accu ontwikkeld die een energiewaarde heeft die vier keer zo groot is als lithium-ion-batterijen. De Li-S-accu wordt gezien als de opvolger van de Li-Ion-accu omdat hij lichter is en meer energie kan leveren, maar er zijn praktische problemen met eerdere modellen. ORNL denkt deze te hebben overwonnen, zo meldt Phys.org.

Andere samenstelling

Een van de grote nadelen van Li-S-ontwerpen is dat de kathode van zwavel beschadigd raakt. De lithium-zwavel-accu’s die tot op heden zijn gedemonstreerd, zijn daarom niet geschikt voor massaproductie omdat ze na enkele oplaadcycli kapot zijn. Oak Ridge zegt dit te hebben opgelost door een nieuwe kathode te maken met een andere samenstelling en door het elektrolyt te hebben vervangen.

“Onze aanpak is volledig anders dan het huidige accuconcept waarbij twee elektrodes zijn verbonden met een vloeibaar medium die de afgelopen 150 tot 200 jaar zijn gebruikt”, vertelt ORNL-hoofdonderzoeker Chengdu Liang aan Phys.org. Het elektrolyt in de accu is vervangen door een vaste vorm in plaats van een vloeibare.Eerdere pogingen om hetzelfde te bereiken met een vast medium tussen de anode en kathode slaagden niet, omdat de ionen ertussen niet goed geleid werden.

Hoge energiewaarde

De accu levert volgens de onderzoekers ongeveer de helft van het voltage van een Li-Ion-versie, maar de energiewaarde is stukken hoger. De nieuwe kathode produceert 1200 mAh per gram, terwijl de kathode in een lithium-ion-batterij zo’n 140 tot 170 mAh per gram levert.

Zwavel is een bijproduct van olieproductie en is makkelijk leverbaar en veel te verkrijgen. Dat is een groot voordeel ten opzichte van bijvoorbeeld de accu met siliciumpoeder. De vermalen grafeenverbindingen die daarvoor worden gebruikt zijn duurder en lastiger te produceren. ORNL heeft patent op de Li-S-accu aangevraagd en hoopt dat de accu snel vanuit dit prototype kan doorgroeien naar commerciële productie.