Прорив у безпеці — яку дивну батарею створили китайські вчені

Літієві металічні батареї давно вважають одним із найперспективніших джерел енергії. Вони здатні накопичувати в десятки разів більше енергії, ніж звичайні літій-іонні, а це критично для розвитку електромобілів, дронів, медичних пристроїв і портативної електроніки. Проте разом з високою щільністю енергії приходить і нова небезпека — ці батареї можуть спалахувати або навіть вибухати. Але нова розробка вчених із Інституту хімії Китайської академії наук може назавжди змінити уявлення про безпеку літієвих батарей.

Науковці створили прототип акумулятора, в якому катод містить спеціальний полімер, пише видання Interesting Engineering. 

Цей полімер — немов мікро-вогнегасник: за нормальної температури він залишається інертним, але при підвищенні температури понад 100 °C починає розкладатися з виділенням вогнегасних радикалів. Вони взаємодіють із компонентами батареї та зупиняють хімічні реакції, що призводять до виділення вибухонебезпечних газів.

"Це розумна стратегія управління газами, яка суттєво підвищує термостійкість та електрохімічну стабільність літієвих батарей", — зазначають автори дослідження у своїй науковій публікації.

Безпека літієвих батарей підтверджена в умовах перегріву

Щоб перевірити дієвість нової технології, вчені провели пряме порівняння прототипу з типовою літієвою батареєю. Обидві моделі почали тестування за температури 50 °C, яку поступово підвищували.

Коли температура сягнула 100 °C, обидві батареї почали демонструвати ознаки перегріву. Та саме на цьому етапі прототип активував вогнегасну дію полімеру. У контрольній батареї таких захисних механізмів не було.

Після подальшого нагрівання результат став разючим: стандартна батарея вже за 13 хвилин сягнула 1 000 °C і спалахнула. Прототип же стабілізувався на 220 °C і не зайнявся взагалі.

Літієві батареї без вибухів можуть вийти на ринок

Завдяки вбудованому протипожежному рішенню нові акумулятори стають потенційно привабливішими для електромобільної галузі. Адже питання безпеки залишається одним із головних стримувальних чинників для потенційних покупців електрокарів.

Тепер, коли є технологія, здатна істотно знизити ризики займання батарей, довіра до електротранспорту може зрости.

Ще одна перевага — практичність реалізації. Розробники запевняють, що додавання вогнестійкого полімеру не потребує повного переобладнання виробничих ліній. Достатньо внести кілька змін до існуючих процесів.

Інновація може змінити уявлення про енергетику майбутнього

Перспективи застосування нових батарей не обмежуються лише автопромом. Літієві елементи з вбудованим захистом від пожеж можуть знайти застосування у смартфонах, ноутбуках, дронах, системах збереження енергії для будинків і навіть у медичній техніці — всюди, де важлива компактність і висока енергоємність.

Це відкриває шлях до створення безпечніших і надійніших пристроїв у всіх сферах нашого життя — від особистої електроніки до масштабних інфраструктурних рішень.

Китайська наука зробила крок до пожежостійкого майбутнього

На тлі зростання попиту на електротранспорт і альтернативні джерела енергії, безпечність стає ключовим фактором успіху технологій. І хоча комерціалізація таких батарей ще попереду, важливо, що фундамент для масового виробництва вже закладено.

"Ми не просто зробили батарею менш вибухонебезпечною. Ми запропонували нову парадигму безпеки, яка здатна зберегти людські життя та ресурси у критичні моменти", — пишуть вчены у своїй науковій публікації.

І якщо технологію буде впроваджено у виробництво — вона може стати одним із найбільш життєво необхідних нововведень найближчих років.

Як повідомлялось, Фінляндія запустила найбільшу у світі піщану батарею, щоб максимально ефективно використовувати власні поновлювані джерела енергії. Це інноваційне рішення дозволить країні зберігати надлишок енергії, виробленої з відновлюваних джерел, та використовувати її за потребою.

Також компанія Anhui Anwa New Energy Technology, яка є частиною китайського автовиробника Chery, успішно випустила перші зразки своїх твердотільних акумуляторів. Ці батареї обіцяють значне підвищення ефективності, забезпечуючи очікувану щільність енергії приблизно 181 Вт-год на фунт.