Прорыв в безопасности — какую батарею создали китайские ученые

Литиевые металлические батареи давно считают одним из самых перспективных источников энергии. Они способны накапливать в десятки раз больше энергии, чем обычные литий-ионные, а это критично для развития электромобилей, дронов, медицинских устройств и портативной электроники. Однако вместе с высокой плотностью энергии приходит и новая опасность — эти батареи могут воспламеняться или даже взрываться. Но новая разработка ученых из Института химии Китайской академии наук может навсегда изменить представление о безопасности литиевых батарей.

Ученые создали прототип аккумулятора, в котором катод содержит специальный полимер, пишет издание Interesting Engineering.

Этот полимер — словно микро-огнетушитель: при нормальной температуре он остается инертным, но при повышении температуры свыше 100 °C начинает разлагаться с выделением огнетушащих радикалов. Они взаимодействуют с компонентами батареи и останавливают химические реакции, приводящие к выделению взрывоопасных газов.

"Это разумная стратегия управления газами, которая существенно повышает термостойкость и электрохимическую стабильность литиевых батарей", — отмечают авторы исследования в своей научной публикации.

Безопасность литиевых батарей подтверждена в условиях перегрева

Чтобы проверить действенность новой технологии, ученые провели прямое сравнение прототипа с типичной литиевой батареей. Обе модели начали тестирование при температуре 50 °C, которую постепенно повышали.

Когда температура достигла 100 °C, обе батареи начали демонстрировать признаки перегрева. Но именно на этом этапе прототип активировал огнетушащее действие полимера. В контрольной батарее таких защитных механизмов не было.

После дальнейшего нагрева результат стал поразительным: стандартная батарея уже через 13 минут достигла 1 000 °C и вспыхнула. Прототип же стабилизировался на 220 °C и не загорелся вообще.

Литиевые батареи без взрывов могут выйти на рынок

Благодаря встроенному противопожарному решению новые аккумуляторы становятся потенциально более привлекательными для электромобильной отрасли. Ведь вопрос безопасности остается одним из главных сдерживающих факторов для потенциальных покупателей электрокаров.

Теперь, когда есть технология, способная существенно снизить риски воспламенения батарей, доверие к электротранспорту может возрасти.

Еще одно преимущество — практичность реализации. Разработчики уверяют, что добавление огнестойкого полимера не требует полного переоборудования производственных линий. Достаточно внести несколько изменений в существующие процессы.

Инновация может изменить представление об энергетике будущего

Перспективы применения новых батарей не ограничиваются только автопромом. Литиевые элементы со встроенной защитой от пожаров могут найти применение в смартфонах, ноутбуках, дронах, системах сохранения энергии для домов и даже в медицинской технике — везде, где важна компактность и высокая энергоемкость.

Это открывает путь к созданию более безопасных и надежных устройств во всех сферах нашей жизни - от личной электроники до масштабных инфраструктурных решений.

Китайская наука сделала шаг к пожароустойчивому будущему

На фоне роста спроса на электротранспорт и альтернативные источники энергии, безопасность становится ключевым фактором успеха технологий. И хотя коммерциализация таких батарей еще впереди, важно, что фундамент для массового производства уже заложен.

"Мы не просто сделали батарею менее взрывоопасной. Мы предложили новую парадигму безопасности, которая способна сохранить человеческие жизни и ресурсы в критические моменты", — пишут ученые в своей научной публикации.

И если технология будет внедрена в производство — она может стать одним из самых жизненно необходимых нововведений ближайших лет.

Как сообщалось, Финляндия запустила крупнейшую в мире песчаную батарею, чтобы максимально эффективно использовать собственные возобновляемые источники энергии. Это инновационное решение позволит стране сохранять избыток энергии, произведенной из возобновляемых источников, и использовать ее по необходимости.

Также компания Anhui Anwa New Energy Technology, которая является частью китайского автопроизводителя Chery, успешно выпустила первые образцы своих твердотельных аккумуляторов. Эти батареи обещают значительное повышение эффективности, обеспечивая ожидаемую плотность энергии примерно 181 Вт-ч на фунт.