Nhóm nghiên cứu ở Đức chế tạo loại pin lithium-lưu huỳnh (Li-S) thể rắn mới, có khả năng lưu trữ năng lượng tới 600 Wh/kg. Công nghệ này nhằm mục đích làm cho pin nhẹ hơn, an toàn hơn và hiệu quả hơn để sử dụng trong xe điện, máy bay không người lái, hệ thống điện di động.
Pin Li-S sử dụng lưu huỳnh thay vì kim loại đắt tiền thường thấy trong pin Li-ion. Lưu huỳnh rẻ, dễ tìm, đồng thời có thể lưu trữ năng lượng nhiều hơn theo trọng lượng. Tuy nhiên, các phiên bản pin Li-S trước đây gặp phải vấn đề, chất điện phân lỏng bên trong chúng tạo thành hợp chất không mong muốn gọi là polysulfide. Hợp chất này làm thất thoát năng lượng và giảm tuổi thọ pin.
Để khắc phục vấn đề này, nhóm nghiên cứu ở Đức thay thế phần lỏng của pin bằng vật liệu rắn. Thiết kế sử dụng cathode lưu huỳnh-carbon, anode lithium-metal mỏng và chất điện phân rắn lai. Điều này giúp pin ổn định hơn và giảm hư hỏng theo thời gian. Nhóm nghiên cứu đặt mục tiêu đạt 550 Wh/kg với chi phí dưới 86 đô la Mỹ/kWh, phù hợp cho sản xuất quy mô lớn.
Nghiên cứu cũng dùng phương pháp phủ DRYtraec của nhóm, loại bỏ nhu cầu sử dụng dung môi hóa học trong quá trình sản xuất. Quy trình này tiết kiệm tới 30% năng lượng sản xuất và giảm lượng khí thải carbon. Nó cũng phù hợp với các dây chuyền sản xuất lithium-ion hiện có, giúp các nhà sản xuất dễ dàng áp dụng hơn.
Các công việc thử nghiệm và tạo mẫu đang được tiến hành tại Trung tâm công nghệ pin tiên tiến của Fraunhofer tại Đức. Nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ cung cấp các nguyên mẫu hoạt động trong vài năm tới cho các ngành công nghiệp cần năng lượng cao và trọng lượng nhẹ, chẳng hạn như hàng không điện và hệ thống máy bay không người lái.
