Ученые разработали полимерный слой, защищающий батареи от взрывов и возгораний

Во время исследования выяснилось, что если нанести слой полимера между слоями фольги и катодного вещества в литий-ионном аккумуляторе, можно предотвратить возгорание или взрыв.

Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета разработали полимер, который способен предотвратить возгорание аккумулятора при замыкании. Соединение - органические цепочки, которые содержат атомы никеля. Полимер проводит электричество, однако, как только напряжение становится выше, чем то, на которое рассчитан аккумулятор, он окисляется и перестает проводить ток. 

Исследования поддержаны грантом РНФ. Результаты опубликованы в журнале ACS Applied Energy Materials.

Тонкий слой разработанного полимера нанесли слоями фольги и катодного вещества в литий-ионном аккумуляторе. Такой используется почти везде - от мобильных телефонов до электромобилей и компьютерах. 

Стресс-тесты проводились на аккумуляторах-монетах, которые используются в умных часах. Выяснилось, что как только напряжение выходит за пределы допустимых значений, срабатывала защита. Эффективность - 100%. Полимерный слой почти не влиял на емкость и производительность: снижение было не более чем на 10%, отмечается в результатах исследований.

Без защитного полимерного слоя аккумулятор вздувался, разрушался и мог даже загореться. С полимером цепь сразу размыкалась и ток переставал проводиться. Это касается как чрезмерного напряжении, так и при коротком замыкании.

По словам доктора химических наук - профессора кафедры электрохимии СПбГУ Олега Левина, сейчас ведутся переговоры с инвесторами, чтобы масштабировать производство литий-ионных аккумуляторов с новым полимерным слоем. В будущем планируется проверить новую технологию на больших аккумуляторов и запустить серийное производство новых безопасных батарей.

Фото: Олег Левин