Сегодня уже немногие вспоминают историю компании Moli Energy, которая выпускала литий-металлический аккумулятор в начале 90-х годов. Тогда это закончилось грандиозным пожаром на складе.
Компания стала банкротом, так как небезопасные аккумуляторы испортили ее репутацию и не пользовались спросом.
Сегодня литий также используют для производства аккумуляторных батарей, но для большей безопасности жидкий литий заменили пористым твёрдым материалом, который менее взрывоопасный.
Но всем известны и случаи взрыва этих батарей. Так, например, своим недостатком прославился Samsung Galaxy Note7.
Ученые работают над разработкой безопасных и устойчивых к возгоранию материалов уже много лет и вот приблизились к созданию революционной основы. Новая разработка, автором которой стал Йи Цуй и его команда ученых в Стэндфордском университете, представляет собой твердотельный электролит. Этот огнеупорный материал будет использоваться для литий-ионных батарей.
Общий принцип работы Li-ion аккумулятора
Для создания твердотельного электролита, устойчивого к возгораниям, использован огнестойкий декабромдифенилоксид этана и полиимид. Из их соединения образуется пленка, которой покрывают электролит. Полиимид защищает устройство от короткого замыкания благодаря высокой температуре плавления. При всех преимуществах материал имеет доступную стоимость и может быть безболезненно использован для производства литий-ионных батарей.
Чтобы сократить диэлектрическое действие полиимида авторы технологии добавили в состав бистрифторметансульфонилимид лития.
Благодаря этой инновации твердотельные электролиты могут быть представлены из керамики, хорошо проводящей ионы, но невероятно хрупкой или из электролитов, состоящих из полимеров. Они дешёвые, легкие, гибкие и легко проводят ионы, но склонны к возгоранию.
Команда под руководством Цу пока только приблизилась к созданию идеального аккумулятора, но еще не создала его. Их разработка тоже имеет недостатки наряду с преимуществами.
Явными плюсами их литий-ионных батарей являются:
- Механическая прочность
- Пониженная воспламеняемость
- Возможность создания штабелей аккумуляторов
- Ультратонкий электролит
- Высокая удельная емкость аккумулятора
- Долговечность
Главное отличие нового аккумулятора – сохранность работоспособности в огне. Это продемонстрировано в ходе экспериментов. Она не только не взрывается, как это происходит с обычными литий-ионными батареями, а еще и продолжает питать устройство.
Команда ученых продолжает совершенствовать разработку с целью сокращения времени на заряд аккумулятора и увеличения емкости.
Случалось ли Вам сталкиваться с возгоранием аккумуляторов и считаете ли Вы эту разработку научным прорывом?
