Главная » Технологии » В Стэнфорде сделали литиево-ионную батарею, которая работает даже в огне

В Стэнфорде сделали литиево-ионную батарею, которая работает даже в огне

Множество учёных и исследователей работают над усовершенствованием литиево-ионных аккумуляторов. Ёмкость этих накопителей энергии всё ещё не достигла теоретического максимума, кроме того остаётся и опасность возгорания аккумуляторов в процессе использования. Учёные из Стэнфордского университета сделали открытие, которое поможет обезопасить эксплуатацию батарей на основе лития.

В Стэнфорде сделали литиево ионную батарею, которая работает даже в огне

Как мы не раз сообщали, главной опасностью для современных литиево-ионных аккумуляторов остаётся риск короткого замыкания. Это случается, когда на литийсодержащих электродах в процессе заряда и разряда начинают расти игольчатые кристаллы дендриты. Особенно разросшийся кристалл может проткнуть разделительную плёнку в электролите (сепаратор) и вызвать лавинообразный рост тока с последующим возгоранием и даже взрывом.

Предотвратить рост дендритов может твёрдый электролит. Поэтому сейчас направление по разработке литиево-ионных аккумуляторов с твёрдым электролитом одно из самых популярных среди исследователей. Учёные из Стэнфорда тоже пошли по этому пути. Более того, они попытались сделать состав электролита максимально устойчивым к возгоранию и преуспели в этом. Твёрдые электролиты, ведь, тоже при определённых условиях могут воспламениться.

В статье, опубликованной в прошлом месяце в Nano Letters, команда учёных рассказала, как они создали новый «огнеупорный» твердотельный электролит (SSE) для использования в литий-ионных батареях. Для этого в состав электролита был добавлен огнеупорный материал декабромдифенилэтан (DBDPE). Но не просто в виде наполнителя, а в сочетании с полиимидом, придающим электролитному слою механическую прочность. А прочностью ему нужна. Толщина твёрдого электролита составляет всего от 10 до 25 мкм. Кроме того, полиимид дёшев и имеет высокую температуру плавления.

Но тут же пришлось решать другую задачу. Полиимид не проводит ионы. И чтобы электролит справлялся со своей задачей, к DBDPE с полиимидом были добавлены ещё два разных полимера: полиэтиленоксид (PEO) и бистрифторметансульфонилимид лития (LiTFSI).

В Стэнфорде сделали литиево ионную батарею, которая работает даже в огне

Получившийся в итоге электролит позволил сделать литиево-ионный аккумулятор с хорошей удельной ёмкостью 131 мА·ч/г для рейтинга 1C (с разрядом номинальным током в течение одного часа) и с хорошим показателем цикличности на уровне 300 циклов с длительностью разряда 2 часа в цикле (с рейтингом С/2) при температуре 60 °C. Температура, отметим, немаленькая для литиево-ионного аккумулятора. Но больше всего учёные поразились, когда они подожгли аккумулятор. Он не только не взорвался, но продолжал ещё какое-то время работать и питать нагрузку в виде светодиода.

В дальнейшем учёные намерены работать над увеличением ёмкости аккумуляторов на новом электролите и улучшать другие его потребительские качества.


Источник

О supergran

x

Check Also

Чтобы получить визу Франции вам понадобиться как следует подготовиться

Национальная виза во Францию также называется долгосрочной, так как предоставляет возможность находиться на территории страны ...

Хороший паллет деревянный всегда пригодится

Паллеты (или поддоны) – это деревянные конструкции, которые служат упаковочным материалом и позволяют в разы ...

Начать строительство теннисных кортов под ключ можно под разные цели

Каждый, кто когда-либо задавался целью спроектировать и построить теннисный комплекс, сталкивался с огромным количеством возникающих ...

Дом у моря давно уже не мечта, а реальность

Дом у моря – мечта или реальность? Наверняка многие из вас задумывались о том, чтобы ...

Профильная труба имеет свои особенности и сферы применения

Профильная труба — разновидность металлопроката, представляющая собой длинное полое изделие с прямоугольным, квадратным или овальным ...