А в чем тренд?
Глобальный спрос на литий-ионные аккумуляторы растет. По оценке McKinsey, вся цепочка производства литий-ионных батарей — от добычи полезных ископаемых до переработки — будет расти более чем на 30% ежегодно до 2030-го. Объем рынка достигнет более $400 млрд.
В чем проблема литий-ионных аккумуляторов
Литий-ионные аккумуляторы — основа возобновляемой энергетики. Их используют в электромобилях, смартфонах и других устройствах.
Принцип работы батарей такого типа строится на реакциях окисления металлического лития, который входит в состав анода. При разрядке металл окисляется и в форме катиона движется к катоду.
Побочный продукт этой электрохимической реакции — газ. Он может загореться при перегреве батареи. Чтобы справиться с проблемой, инженеры работают над совершенствованием конструкции и корпусов аккумуляторов. Один из способов предложили химики из Китайской академии наук.
Как ученые решили проблему возгорания
Группа исследователей академии создала аккумулятор с катодами, пропитанными огнестойким полимером. Он выполнял роль системы пожаротушения.
Во время испытаний химики сравнили работу нового прототипа со стандартным промышленным аккумулятором. Ученые постепенно повышали их внутреннюю температуру. При температуре 100 °C специализированные полимеры внутри катодов начали разрушаться, выделяя огнестойкие радикалы, которые останавливали накопление горючих газов. После нагревания до 120 °C стандартный аккумулятор взорвался в течение 13 минут. Прототип новой батареи достиг максимальной температуры 220 °C, не загоревшись.
«Эта интеллектуальная стратегия управления газом повышает как термическую безопасность, так и электрохимическую стабильность, открывая революционный путь к созданию пожаробезопасных литий-металлических аккумуляторов для современных систем накопления энергии», — объяснили авторы исследования.
Сейчас некоторые производители аккумуляторов покрывают свою продукцию антипиренами — компонентами, которые добавляют в материалы органического происхождения для обеспечения их огнезащиты. Однако они не спасают батареи от возгорания. Также эти химикаты могут выделять еще больше токсинов в воздух при нагревании.
➤ Подписывайтесь на телеграм-канал «РБК Трендов» — будьте в курсе последних тенденций в науке, бизнесе, обществе и технологиях.