Допинг для литий-ионных батарей предотвращает перегревание и взрывы

Допинг для литий-ионных батарей предотвращает перегревание и взрывы

Несмотря на отсутствие прорывов в аккумуляторных технологиях, плотность энергии и емкость литий-ионной технологии растет. Теперь мы спокойно можем носить с собой три или четыре тысячи миллиампер часов. Довольно много энергии может освободиться, если что-то пойдет не так, и вся она находится у вас в кармане. Ученые из Стэнфордского университета разработали процесс, который может помочь сделать будущие батареи надежнее и безопасней.

Современные литий-ионные батареи состоят из множества ячеек, в каждой из которых находятся катоды и аноды. Если аккумулятор поврежден, барьер между этими составляющими может ослабиться до такой степени, что возникнет экзотермическая реакция. Она может распространиться и на другие клетки в процессе теплового разгона. Конечным его результатом станет взрыв или возгорание, которое выпустит энергию.
Одной из причин таких проблем является образование дендритов – отложений лития, которые могут повредить барьер между электродами. Они также способствуют потере энергии. По данным исследования, избежать этого можно путем добавления некоторых соединений в раствор электролита.
Одна из добавок – нитрат лития – в прошлом исследовалась как способ повышения производительности батареи. Другой дополнительный компонент, использованный учеными Стэнфорда, это полусульфид лития. Сера может повредить литий-металлическим электродам, но в паре с нитратом лития они препятствуют возникновению дендритов. Вместо них вы получаете плоские слоя лития, которые не вредят аккумулятору.

Допинг для литий-ионных батарей предотвращает перегревание и взрывы

Исследование проводилось на миниатюрных кнопочных батарейках, а не огромных аккумуляторах планшетов или смартфонов, но принцип остается тем же. Приятным бонусом является и тот факт, что после обработки батареи лучше сохраняют свою емкость. После 300 циклов использования легированные батареи сохранили 99% эффективности, а содержащие только нитрат лития показали 92% после 180 циклов.
Этот метод может быть полезен для разработки и производства литий-воздушных и литий-серных аккумуляторов, которые очень чувствительны к образованию дендритов. Они могут в 10 раз увеличить возможности нынешних батарей, и, вероятно, не будут взрываться в кармане.

По теме:

Система Orphus
comments powered by Disqus
 
Top