Исследователи из Китайской академии наук разработали электролит для натриевых аккумуляторов, который при перегреве самостоятельно превращается в твёрдую защитную стену. Это останавливает цепную реакцию и предотвращает возгорание. Работа опубликована в Nature Energy.
Изображение: Flux ai
Неуправляемый нагрев (thermal runaway) — это процесс, когда температура внутри аккумулятора начинает расти со скоростью более 20 градусов в минуту. При нагреве свыше 300°C выделяются газы, возникает пожар или взрыв. Это главный риск для электромобилей и крупных систем хранения энергии.
Источник фото: https://interestingengineering.com
Команда под руководством профессора Ху Юншэна создала полимеризуемый негорючий электролит (PNE). Пока батарея работает в штатном режиме, он остается жидким. Но как только температура внутри поднимается выше 150°C, электролит мгновенно затвердевает и формирует плотный физический барьер. Этот «внутренний брандмауэр» блокирует передачу тепла и разрывает цепную реакцию.
Цилиндрическую ячейку подвергли стандартному тесту на безопасность — проколу гвоздем, который имитирует внутреннее короткое замыкание. Батарея не задымилась, не загорелась и не взорвалась. Она также сохраняла стабильность при нагреве до 300°C. Это намного выше рабочего диапазона.
При этом защита не снизила производительность. Энергетическая плотность составила 211 Вт*ч/кг — это весьма конкурентоспособный показатель для натриевых систем. Батарея надёжно работает в диапазоне температур от - 40 до + 60 градусов и сохраняет стабильность при напряжении выше 4,3 вольта.
По словам исследователей, разработка ускорит внедрение натриевых аккумуляторов там, где безопасность критична. В первую очередь это относится к электромобилям, грузовому электротранспорту и системам сетевого хранения энергии.
