Ваші акумулятори можуть вибухнути: вчені знайшли спосіб зробити їх безпечними

Ризик пожежі або вибуху виникає, коли літій-іонні акумулятори зазнають певних фізичних пошкоджень, перезаряджаються або навіть мають виробничі дефекти. Нова розробка китайських вчених може допомогти запобігти цьому, пише Tech Xplore.

Як пояснюють у виданні, пошкодження акумуляторів призводить до теплового розриву, коли аніони — або негативно заряджені іони — розривають свої зв'язки з літієм та виділяють тепло. У таких випадках вичайні літій-іонні акумулятори можуть зазнавати зміни температури понад 500°C.

Однак вчені знайшли спосіб значно зменшити тепло, що виділяється під час пошкодження. Вони стверджують, що в ході експериментальних випробувань на забивання цвяхів підвищення температури в акумуляторах становило лише близько 3,5°C.

Нова конструкція була розроблена після того, як команда дослідників виявила, що іонна асоціація в електролітах всередині акумуляторів знижує температуру, за якої відбувається тепловий розрив, приблизно на 94°C.

Дослідники прийшли до висновку, що заміна частини розчинника в акумуляторі іншим матеріалом повинна знизити ризик теплового розриву, підвищивши температуру, за якої він починається. Ця заміна також дозволить утворення твердоелектролітної інтерфази (SEI) за нижчих температур, що є нормальною функцією літій-іонного акумулятора.

В результаті вчені розробили "стратегію розчинникового реле", яка сприяє асоціації іонів за кімнатної температури для утворення SEI, але індукує дисоціацію за високих температур для безпеки. Нова конструкція передбачає розчинник під назвою літій-біс(фторсульфоніл)імід, який зв'язується з літієм з існуючого розчинника лише за вищих температур, пригнічуючи аніонні зв'язки, що призводять до згодом до теплового вибуху.

"Це дослідження з'ясовує критичний вплив іонної асоціації на теплове розгойдування та встановлює ефективну стратегію для досягнення тривалого терміну служби, високої напруги відключення та підвищеної безпеки літій-іонних акумуляторів", — наголосили автори дослідження.

Нагадаємо, корейські дослідники придумали, як запобігати утворенню дендритів у літій-металевих акумуляторах.

Фокус також повідомляв, що натрій-іонні акумулятори скоро можуть стати такими ж міскими, як літієві аналоги.