Батарея со встроенной противопожарной защитой была разработана исследователями из Китайской академии наук. Результаты их исследований опубликованы в журнале Nature Energy. Новая натрий-ионная батарея автоматически запускает защитные механизмы до того, как сможет воспламениться. При высоких температурах электролит внутри неё автоматически затвердевает.
Изображение: нейросеть freepik
Для предотвращения так называемого «теплового разгона», при котором батарея неконтролируемо высвобождает энергию и может воспламениться, негорючий электролит был изготовлен из специального пластика на основе триэтилфосфата (ТЭФ). Он часто используется в качестве антипирена. Этот жидкий электролит был модифицирован таким образом, чтобы затвердевать при температуре 150 °C. Создается физический, изолирующий слой между анодом и катодом. Этот барьер предотвращает запуск цепной реакции внутри аккумуляторной ячейки, которая могла бы привести к взрыву.
Новая технология была протестирована на батарее емкостью 3,5 ампер-часа. Даже при температуре 300 °C не наблюдалось ни пламени, ни взрыва, ни образования дыма. Она прошла так называемый тест на прокол гвоздем, при котором аккумуляторная ячейка прокалывается стальным гвоздем для создания короткого замыкания.
Для достижения этого, исследователи разработали двухсолевую систему, сочетающую тетрафторборат натрия (NaBF4) и гексафторфосфат натрия (NaPF6). В процессе первоначальной зарядки на аноде обычно образуется защитный слой, называемый твердоэлектролитным межфазным слоем (SEI). Ранее существовали проблемы, поскольку ТЭФ мог повреждать анод, несмотря на этот защитный слой. Солевая смесь предотвращает этот процесс.
Аккумулятор также работает при относительно низких и высоких температурах от -40 до 60 °C. Он рассчитан на стабильное напряжение 4,3 вольта с плотностью энергии 211 Вт·ч на килограмм. Это значительно выше, чем у сопоставимых натриевых батарей, которые обычно достигают 140–160 Вт·ч/кг.
Согласно пресс-релизу, исследователи надеются, что этот прорыв сделает батареи более безопасными, особенно для использования в электромобилях. Как сообщает Car News China, исследовательский проект связан с компанией Zhongke Haina (HiNa), разработчиком натриевых батарей, дочерней компанией Китайской академии наук.
