Предложены литиево-ионные аккумуляторы с защитой от перегрева

Автор: Геннадий Детинич

Как известно, литиево-ионные аккумуляторы подвержены риску возгорания и даже взрыва. Физические или электрические пробои ведут к замыканиям в среде электролита и к резкому росту температуры — до 150 градусов по Цельсию. Всё это ограничивает сферу использования литиево-ионных аккумуляторов, ведёт к неудобствам при транспортировке и часто служит причиной отзыва уже отгруженной продукции. Возможно, новая разработка группы учёных из Университета Стэнфорда раз и навсегда решит проблему возгорания литиево-ионных аккумуляторов и батарей. Более того, предложенная технология включает возможность автоматического возврата аккумулятора в рабочий режим после остывания до безопасной температуры.

Предложены литиево-ионные аккумуляторы с защитой от перегрева

Полимерная плёнка для литиево-ионного аккумулятора с реверсивным термопредохранителем (Stanford)

Согласно предложению учёных, один из электродов литиево-ионного аккумулятора можно изготовить на основе полиэтиленовой плёнке с покрытием из наночастиц никеля. В свою очередь, для лучшей проводимости наночастицы никеля порываются слоем графена. При нормальных температурах, скажем — до 70 градусов по Цельсию, внутренняя токопроводящая поверхность электрода с плёнкой с наночастицами работает как проводник. В случае повышения температуры выше заданной, а этим можно управлять, меняя химический состав плёнки, происходит коробление с массовыми разрывами на уровне потери контактов между наночастицами. Течение тока останавливается, и батарея начинает остывать. После снижения температуры до безопасного уровня аккумулятор возобновляет работу в обычном режиме.

Предложены литиево-ионные аккумуляторы с защитой от перегрева

Принцип работы аккумулятора с защитой от перегрева на основе наночастиц (Nature)

Разработчики проверили теорию на практике. При разогреве образца строительным феном сопротивление плёнки с наночастицами резко возрастало, разрывая контакт в импровизированной цепи. После остывания цепь снова возобновляла работу. Аккумуляторы с подобной защитой, уверены учёные, помогут существенно снизить затраты, связанные сегодня с отзывом и заменой батарей, а также ликвидируют проблему с самовозгоранием литиево-ионных аккумуляторов. На наш взгляд, это лишь частично решает вопрос с защитой аккумуляторов. Такая неисправность, как короткое замыкание между обкладками аккумулятора не является реверсивной, и вышедший из строя аккумулятор подлежит замене. Но от пожара подобная защита действительно может уберечь.

Предложены литиево-ионные аккумуляторы с защитой от перегрева

Демонстрация работы реверсивного термопредохранителя в простой электрической цепи (Nature)

Источник: 3dnews.ru

Оставить комментарий

Ваш емайл не будет опубликован.