Исследователи обнаружили, что ключ к безопасности батарей лежит на поверхности

Источник «ECONET» / фото - «econet.ua» 14.03.2019 11:30

Исследователи обнаружили, что проблема с нагревом и возгоранием ионно-литиевых батарей заключается не в материалах самой батареи, а только в материале поверхности катода.

Всем нужны компактные, дешевые и долговечные батареи. И если найдётся тот, кто сможет предложить еще безопасность и стабильность, то он получит Святой Грааль всех производителей батарей.

В течение десятилетий литий-ионные аккумуляторы были необходимы для смартфонов, планшетов, ноутбуков, фотоаппаратов и перезаряжаемых электроинструментов. Но у них также есть недостатки, такие как «термический разгон», при котором батарея выходит из строя - или загорается - из-за накопления слишком большого количества тепла.

При частых зарядке и разрядке батарей их материал начинает разрушаться. Возникающая при этом утечка энергии вызывает усиливающийся нагрев и, в конечном итоге, возгорание.

После трёх лет симуляции поведения материалов, их синтеза и тестирования в составе батарей, исследователи из Техасского университета в Далласе (UT Dallas) установили, что решение проблем литий-ионных элементов с тепловыделением находится на поверхности катода.

«Внутри всё в порядке. Это позволяет надеяться, что мы сможем понять как стабилизировать поверхность и сделать реальностью действительно высокоёмкие батареи», — заявил профессор Кён Чжэ Чо (Kyeongjae «K.J.» Cho). Результаты работы, проделанной со своими коллегами по UT Dallas, Чо представил в журнале Advanced Energy Materials.

Никелевая пыль, выделяющаяся вместе с кислородом на поверхности катода при зарядке-разрядке, может со временем блокировать каналы транспортировки ионов лития. Это ведёт к быстрому снижению ёмкости батареи и её избыточному нагреву.

Решение этой проблемы, например, путём нанесения на поверхность особого оксидного покрытия, по мнению авторов, способно увеличить энергоёмкость батарей на 20 - 30 %. Вместе с промышленными партнёрами они надеются всего за пару лет довести безопасный катод до уровня коммерческого предложения для батарей электромобилей.

Основываясь на новых результатах, Чо сказал, что существует определенный интерес промышленности к работе с группой UT Dallas по катодным материалам следующего поколения для аккумуляторов электромобилей. Группа Чо также сотрудничает с военно-морской исследовательской лабораторией США в рамках последующего исследовательского проекта по увеличению емкости и безопасности катодных материалов.

Новость на сайте «ECONET» / Интересные / 2019-03-14T11:30:00+03:00 / 275

Другие новости / Интересные

Интересные