Исследователи из Китая создали абсолютно безопасные натрий-ионные аккумуляторы. В их основе лежит полимеризующийся электролит, физически блокирующий процесс так называемого теплового разгона, который обычно приводит к пожарам. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Energy.
Тепловой разгон — это крайне опасная и стремительная цепная реакция, при которой повышение температуры внутри аккумуляторной ячейки приводит к неконтролируемому росту внутреннего давления и, как следствие, к катастрофическим взрывам. Ранее большинство попыток решить эту проблему сводилось к простому использованию огнезащитных химических добавок в жидкой среде. Однако для коммерческих батарей с высокой емкостью одних лишь присадок всегда оказывалось недостаточно.
Новый электролит не просто пассивно сопротивляется горению, а активно реагирует на малейшее изменение температуры. При опасном и резком нагревании жидкость запускает стремительный процесс полимеризации непосредственно внутри батареи. В результате на границе между электродами и самим электролитом мгновенно формируется твердый сшитый барьер.
Этот барьер не только физически разделяет опасные внутренние компоненты, надежно предотвращая короткое замыкание, но и подавляет побочные химические реакции, выделяющие горючие газы. В ходе лабораторных испытаний ученые пробивали ячейки аккумулятора стальным толстым гвоздем и проводили другие стресс-тесты. Однако новые аккумуляторы не выделяли дыма, не воспламенялись и не взрывались.
Помимо обеспечения безопасности, полимеризующийся электролит элегантно решает застарелую проблему химической деградации натрий-ионных элементов. Создаваемый им плотный защитный слой эффективно предотвращает коррозию электродов, что значительно увеличивает срок службы батарей без потери плотности накапливаемой энергии. Это делает их идеальным выбором для крупных стационарных энергохранилищ, используемых вместе с ветровыми электростанциями.
Ранее Наука Mail рассказывала про квантовый аккумулятор, который можно зарядить при помощи лазера за долю секунды.
