Исследователи IMDEA Materials совершили важный прорыв в повышении безопасности литий-ионных аккумуляторов (ЛИА), которые используются в самых разных устройствах — от смартфонов до электромобилей. В попытке устранить риски, связанные с тепловым разгоном — опасным видом отказа, который может привести к возгоранию аккумуляторной батареи или взрыву LIB, в недавнем исследовательском проекте IMDEA Materials была представлена новая термочувствительная формула электролита.
Это инновационное исследование является важным результатом проекта Марии Склодовской-Кюри доктора Арнаба Гоша «Умный электролит с присущей ему огнестойкостью для нового поколения пожаробезопасных литий-ионных батарей (SMARTBATT)».
Этот прорыв продвигает видение, установленное программой Европейской комиссии «Батарея 2030+» по разработке безопасных и устойчивых батарей.
Подробная информация об эффективных функциях теплового отключения новой термочувствительной формулы электролита изложена в исследовательской статье «Расшифровка новой формулы электролита для интеллектуальной модуляции теплового разгона с целью повышения безопасности литий-ионных аккумуляторов», опубликованной в журнале Advanced Functional Materials.
В коммерческих LIB тепловой разгон обычно контролируется с помощью термочувствительных трехслойных сепараторов из полипропилена/полиэтилена (PP/PE/PP).
Однако из-за термической усадки при температуре около 160°C эти сепараторы часто не могут предотвратить тепловой разгон в практических LIB, где внутренние температуры могут легко превышать этот диапазон.
Одним из способов решения этой проблемы является внедрение электролитов, чувствительных к температуре, в том числе электролитов с более низкой критической температурой растворения, которые представляют собой многообещающую альтернативу.
Эти электролиты разработаны для немедленного прекращения переноса литий-ионов внутри аккумулятора при превышении определенного температурного порога (обычно 100–120 °C), ограничивая повышение внутренней температуры и снижая риск катастрофического отказа из-за термической усадки трехслойных сепараторов.
В частности, исследователи разработали электролит, состоящий из литиевой соли, растворенной в виниленкарбонате (ВК) и 2,5-диметилфуране (ДМФ), который эффективно функционирует в батареях при комнатной температуре .
«Было показано, что при повышенных температурах эти термочувствительные электролиты значительно снижают проводимость ионов лития и в то же время закупоривают микропоры сепаратора», — объясняет ведущий исследователь, доктор Гош.
«Эти двойные эффекты позволяют осуществлять двухэтапное интеллектуальное регулирование теплового разгона, инициируя фазу предупреждения при 100 °C и достигая полного теплового отключения при 120 °C, предлагая встроенную защиту от пожароопасности LIB».
Рубрика: Техно и Гаджеты. Читать весь текст на android-robot.com.