Исследователи изменили структуру электролита, входящего в состав аккумуляторов, сделав его устойчивым к нагреву и возгоранию.
Южнокорейские ученые поменяли структуру компонентов широко применяемых электролитов для литий-ионных аккумуляторов таким образом, что пары этих материалов перестали воспламеняться при комнатной температуре. Это потенциально позволит избежать резкого разогрева и взрыва батарей при их выходе из строя, сообщила во вторник пресс-служба Института науки и технологий в Сеуле (KIST). Статья с описанием работы вышла в журнале Energy & Environmental Science.
«Результаты наших опытов открывают путь для создания новых типов невоспламеняемых электролитов, которые в прошлом уступали существующим материалам в эффективности или стоимости производства. Наш материал способен конкурировать с воспламеняемыми электролитами по себестоимости, а также при этом он совместим с уже электродами высокой емкости, что позволяет применять его в уже существующей инфраструктуре производства», — сказала старший научный сотрудник KIST Мина Ли.
Многие типы современных литий-ионных аккумуляторов загораются или взрываются из-за того, что при перегреве внутри них начинаются короткие замыкания. Они еще больше нагревают аккумулятор, испаряют электролит, превращая его в пузырьки горячего газа, что в конечном итоге приводит к расплавлению всего аккумулятора и взрыву. Для решения этой проблемы ученые разрабатывают новые типы электролитов, стойкие к нагреву и возгоранию.
Авторы работы создали альтернативную форму высокоэффективных и при этом дешевых электролитов на базе диэтилкарбоната. Этот органический компонент применяется в обычных пожароопасных литий-ионных аккумуляторах. Ученые обнаружили, что небольшие модификации в структуре этого соединения, превращающие его в вещество под названием бис (2-метоксиэтил) карбонат, повышают температуру возгорания паров электролита.
В результате этого новая форма электролита воспламеняется только при температурах, превышающих 120 градусов Цельсия, что резко снижает риск возгорания дефектных аккумуляторов. При этом новый электролит лишь на 8 % уступает классическим аналогам в способности проводить электрический ток, а также он производит на 62 % меньше тепла во время работы.
По словам исследователей, этот материал можно получать, химически модифицируя уже существующие электролиты, или путем его прямого синтеза из смеси углекислого или угарного газа и водорода. Последнее позволит дополнительно снизить стоимость производства и сделает его более экологически чистым, подытожили ученые.
