Команда дослідників із Китаю представила нову конструкцію літій-іонних акумуляторів, яка значно знижує ризик займання чи вибуху. Про це повідомляє Tech Xplore.
Як відомо, літій-іонні батареї можуть спалахнути або вибухнути у разі механічних пошкоджень, перезарядження чи виробничих дефектів. Це відбувається через так званий “тепловий розрив” — процес, під час якого негативно заряджені іони (аніони) від’єднуються від літію, виділяючи надмірну кількість тепла. Температура при цьому може перевищувати 500°C.
Китайські науковці знайшли спосіб мінімізувати цей ефект. У ході експериментів, коли батареї навмисне пробивали цвяхами, температура всередині нових акумуляторів підвищувалася лише на 3,5°C — у десятки разів менше, ніж у звичайних моделях.
Дослідники виявили, що ключем до підвищення безпеки стала так звана “стратегія розчинникового реле”. Вона передбачає часткову заміну стандартного розчинника в електроліті спеціальним матеріалом — літій-біс(фторсульфоніл)імідом. Цей компонент взаємодіє з літієм лише за високих температур, запобігаючи утворенню аніонних зв’язків, які призводять до перегріву.
Крім того, така технологія сприяє утворенню стабільної твердоелектролітної інтерфази (SEI) за нижчих температур, що позитивно впливає на термін служби батареї.
“Наше дослідження показує, як контроль іонної асоціації може запобігати тепловому розгойдуванню та підвищити безпеку літій-іонних батарей, зберігаючи їхню високу ефективність”, — зазначили автори розробки.
Раніше корейські вчені також представили технологію, що запобігає утворенню дендритів у літій-металевих акумуляторах — головній причині коротких замикань та деградації елементів живлення.
