Новейший материал SRL, который в 100 раз тоньше волоса, снижает риск взрыва аккумулятора в электромобилях на 50%
Фото сгенерировано с помощью chatgpt.com
Компания LG Chem разработала материал, который может устранить риск теплового разряда в литий-ионных батареях. Этот прорыв может повысить безопасность электромобилей, смартфонов и других устройств, которые используют эти типы батарей.
Тепловая утечка считается главным вызовом для отрасли. Это цепная реакция, которая может привести к пожарам и взрывам в литий-ионных аккумуляторах. Тепловой разряд происходит, когда катод и анод внутри батареи непреднамеренно вступают в прямой контакт, вызывая короткое замыкание и производя тепло. За считанные секунды температура может подняться почти до 1000°C.
Чтобы решить эту проблему, LG Chem представила термочувствительный материал под названием Safety Reinforced Layer (SRL). Ожидается, что он будет эффективным в предотвращении пожаров путем быстрой блокировки реакции на ранних стадиях перегрева.
Читайте также: Ученые создали крошечную батарею для микророботов
Раствор, реагирующий на температуру
Революционная разработка LG Chem — это тонкий, чувствительный к температуре материал. SRL в толщину всего 1 микрометр — примерно одна сотая толщины человеческого волоса. Этот слой размещен между катодом и токоприемником — алюминиевой фольгой, которая проводит электричество внутри аккумулятора.
SRL действует как умный предохранитель. При нормальных рабочих температурах он позволяет электричеству свободно протекать. Однако, если температура батареи поднимается за пределы безопасного диапазона, материал реагирует.
«Когда температура аккумулятора выходит за пределы нормального диапазона, от 90°C до 130°C, материал реагирует на тепло, изменяя свою молекулярную структуру и эффективно подавляя поток тока», — объясняет исследовательская группа.
Также SRL быстро реагирует на любые изменения температуры. Его электрическое сопротивление увеличивается на 5 000 Ом на каждый 1°C повышения температуры. Максимальное сопротивление материала более чем в 1000 раз выше, чем при обычных температурах.
Кроме того, материал является обратимым. Как только температура снижается, сопротивление возвращается к норме, позволяя батарее функционировать в обычном режиме.
Вас может заинтересовать: Ученые создали батарею, которая превращает свет, тепло и движение в электроэнергию
Проверка эффективности SRL
Чтобы продемонстрировать эффективность материала, LG Chem провела масштабные испытания. В тестах на проникновение гвоздей в мобильные литий-кобальт-оксидные (LCO) батареи ни одна из тех, что оснащены SRL, не загорелась.
Это разительный контраст со стандартными батареями, где только 16% остались без огня в том же тесте.
Во время ударных испытаний, когда на никель-кобальт-марганцевые (NCM) батареи для электромобилей сбрасывали груз весом 22 фунта (10 килограммов), все стандартные батареи загорелись, но 70% батарей с SRL — нет. И даже те 30%, что загорелись, имели лишь короткое пламя, которое быстро погасло.
«Испытания на ударные нагрузки на 3,4-Ач аккумуляторы показали, что SRL уменьшает количество взрывов батарей с 63% до 10%», — сообщают исследователи LG Chem в своей работе.
SRL может быть легко интегрирована в существующие процессы массового производства. Исследователи уже продемонстрировали непрерывное производство SRL на токоприемниках с поразительной скоростью 5 километров в день.
Напомним, корейские ученые разработали технологию производства цинковых батарей, которые могут работать значительно дольше литий-ионных аналогов. Новые батареи используют воду в качестве электролита. Это делает их экологически чище по сравнению с традиционными литий-ионными аккумуляторами, которые содержат токсичные жидкости.
Ознакомьтесь с другими популярными материалами:
Запущена крупнейшая в мире натрий-ионная батарея: насколько она мощная
Ученые смогли повысить эффективность батарей благодаря беспорядку
Ученые разработали новую экологически чистую батарею
По материалам Interesting Engineering
Telegram
Viber