Текст опубликован в личном блоге и его автор не имеет отношения к администрации сайта
Литий-ионные аккумуляторы используются во многих технических устройствах: от смартфонов до электромобилей. Из-за особенностей конструкции существует риск перегрева и короткого замыкания, что может привести к так называемому тепловому пробою или взрывному возгоранию.
Чтобы сделать батареи более безопасными, в Мичиганском государственном университете (MSU) при их производстве использовали материал, содержащийся в древесине. Это конструктивистское решение решение направлено на повышение безопасности и срока службы литий-ионных аккумуляторов.
«Мы хотели создать лучшую батарею», — говорит Чэнчэн Фан из Инженерного колледжа MSU.
В данном случае «лучшую» означает более «безопасную», «эффективную» и «устойчивую». Для этой цели ученые использовали природное вещество лигнин. Он придает растениям прочность и составляет около 30 процентов веса древесины.
Исследователи использовали лигнин для создания тонкого сепаратора, который вставляется в батареи. Сепаратор разделяет анод и катод в батарее, поскольку при их соприкосновении происходит короткое замыкание.
Если пластиковый сепаратор заменить на лигниновый, батарея сможет нагреваться до 300 градусов без усадки разделительного слоя. В результате нескольких испытаний исследователи установили, что оптимальная ширина сепаратора составляет 15 микрометров. Это тоньше человеческого волоса.
Однако сепаратор лигнина не только обеспечивает большую безопасность. Исследователям также удалось продлить срок службы батареи.
«Мы были удивлены, что лигниновый разделительный слой также увеличил срок службы. Мы увеличили срок службы на 60%», — говорит Фанг.
Исследовательская группа связывает это с возросшей стабильностью батареи. Кроме того, сепаратор лигнина может быть произведен с использованием экономически эффективного сухого процесса. Это не только позволяет производить продукцию в больших объемах, но и позволяет избежать использования вредных растворителей. Они необходимы для обычных пластиковых сепараторов и создают нагрузку на окружающую среду. По словам разработчиков, «лигнин, особенно лигносульфонат, широко распространен в природе и не требует дополнительной обработки для интеграции в батареи».