News

18 November, 2022 15:40

Литий-ионная безопасность: российские ученые создали материал для защиты аккумуляторов от возгорания

Source: RT
Российские учёные придумали способ для эффективной защиты литийионных аккумуляторов от перегрева и взрыва. Такие случаи не редкость и могут приводить к травмам в быту и на производстве. Предотвратить подобные ситуации можно, если применить в аккумуляторе покрытие из специального полимера — при скачке напряжения материал превращается из проводника в диэлектрик и тормозит развитие аварийной ситуации. Разработкой уже заинтересовались производители аккумуляторов, отмечают авторы исследования.
Источник: Gettyimages.ru © webphotographeer
Российские учёные из Института химии Санкт-Петербургского государственного университета создали специальное полимерное покрытие для литийионных батарей,способное предотвратить взрыв аккумулятора. Разработка позволит снизить риски самовозгорания электроники, а также травм и аварий в быту и на производствах. Исследование проводилось при поддержке Российского научного фонда. Результаты опубликованы в журнале Batteries.

Как отмечают авторы работы, литийионный аккумулятор может загореться из-за теплового разгона батареи — резкого повышения температуры аккумулятора в аварийных режимах работы. Это происходит, если напряжение в батарее превышает предельные значения или, напротив, падает ниже допустимого минимума.

Первое явление называется перезарядом аккумулятора, оно часто связано с неисправностью зарядного устройства. Второе явление — падение напряжения ниже допустимых значений — происходит в результате короткого замыкания или слишком сильного разряда и тоже может привести к возгоранию батареи. Такие случаи связаны обычно с неисправностью электронных схем устройства, внешними механическими воздействиями или дефектами сборки.

Учёные разработали специальный полимер, который в случае резкого скачка напряжения или температуры превращается из проводника тока в диэлектрик. В нормальной ситуации покрытие из такого полимера, нанесённое внутри литийионного аккумулятора, не мешает работе батареи.

Однако если в устройстве произойдёт скачок напряжения, материал переключится в состояние изолятора и перестанет проводить электричество. Благодаря этому батарея перестанет нагреваться и угроза взрыва будет ликвидирована — аккумулятор просто медленно разрядится.

«Наша концепция защиты от короткого замыкания может быть применена ко многим видам электродных материалов, использующихся в самых различных устройствах — от телефонов до мощных промышленных аккумуляторов», — пояснил в комментарии RT руководитель проекта, профессор кафедры электрохимии Института химии СПбГУ Олег Левин.

По словам учёных, такой материал может повысить безопасность батарей, применяемых в ноутбуках, смартфонах и других электронных устройствах, а также электромобилей, в которых используются высоковольтные аккумуляторы.

«Сейчас наши полимеры заинтересовали одного из крупных производителей аккумуляторов, и мы рассчитываем на внедрение технологии в реальное производство. В дальнейшем планируем сделать процесс нанесения полимера более дешёвым и технологичным и подобрать защитные слои под различные типы аккумуляторов», — добавил Олег Левин.


24 January, 2023
Ученые Института катализа СО РАН создали универсальный метод синтеза теплопроводных катализаторов
Исследователи Института катализа СО РАН разработали универсальный метод синтеза высокоакти...
23 January, 2023
Машинное обучение помогло подобрать условия синтеза высокоэнтропийного карбида
Высокоэнтропийные карбиды — уникальные материалы на основе углерода и 4–6 переходных металлов IV и V...