Литий-ионные батареи станут более безопасными: китайские учёные разработали новую технологию


Как известно, литий-ионные батареи рассматриваются сегодня как один из ключевых надежных источников питания. Их широко используют в самых разных сферах деятельности, включая и военную. Не только электромобили или смарт-часы питаются от литий-ионных батарей.

Например, в Японии уже функционирует подводная лодка с литий-ионными батареями, в Южной Корее и Китае такие субмарины разрабатывают. Однако всегда остро стоял вопрос с безопасностью таких батарей, включая их склонность к внезапному возгоранию при перегреве. На субмарине такое возгорание может привести к катастрофическим последствиям.

Недавно журнал Nano Letters Американского химического общества опубликовал интересную статью о новом решении китайских ученых, позволяющем решить проблемы с безопасностью у литий-ионных батарей. В литий-ионной батарее жидкий электролит при перегреве может испаряться, вызывая короткое замыкание. Оно, в свою очередь, может привести к тепловому разгону. Так возникает риск возгорания, с которым очень трудно справиться.

Для предотвращения возможных рисков используют внешние вентиляционные отверстия, датчики температуры или огнестойкие электролиты. Но эти меры часто оказываются недостаточными. Япей Ван, Кай Лю и их коллеги из университетов Цинхуа и Жэньминь в Пекине озадачились вопросом создания безопасной литий-ионной батареи, которая могла бы быстро отключаться, но работать так же хорошо, как и существующие сейчас батареи. Ученые использовали термочувствительный полимер, чтобы создать материал, способный пропускать электроны, но при сильном нагревании становился бы изолятором.


Японская подводная лодка JS Ōryū на литий-ионных батареях

При температуре около 92 градусов Цельсия появляется микроскопический трехмерный узор, запрограммированный в полимере, который разрушает медный слой и останавливает поток электронов. Это позволяет предотвратить потенциальный пожар. При обычных рабочих температурах батарея с новым полимером способна сохранять высокую производительность, низкое удельное сопротивление и такой же срок службы при циклировании, что и традиционная аккумуляторная батарея, используемая в настоящее время. Широкое внедрение данной технологии, как считают китайские ученые, приведет к повышению безопасности литий-ионных аккумуляторов.

Использование литий-ионных аккумуляторов в военной сфере может значительно повысить боеспособность вооруженных сил тех стран, которые будут активно их внедрять. Они могут использоваться в подводном и надводном флоте, для беспилотных аппаратов, боевых машин, различных видов вооружения. Источник