17.02.2014

Как создать невоспламеняющиеся литий-ионные аккумуляторы

          Для этого американские исследователи предлагают заменить стандартный электролит перфторполиэфиром — негорючей жидкостью, широко применяющийся в качестве смазки в различных механизмах.

          Литий-ионные аккумуляторы используются повсеместно — от смартфонов и планшетов до электромобилей и авиалайнеров. Однако у источников питания этого типа есть серьёзный недостаток: они подвержены воспламенению из-за перегрева или повреждения. Хорошо, если речь идёт о небольшой батарее мобильного устройства. А если загорится аккумулятор пассажирского транспорта? Последствия могут быть самыми катастрофическими, и такие прецеденты уже есть: достаточно вспомнить нашумевшее воспламенение электроомобиля Tesla Model S и пожар на борту Boeing 787 Dreamliner.

          Причина загорания литий-ионных аккумуляторов кроется в электролите, в качестве которого применяется горючая жидкость. При зарядке батарей ионы лития перемещаются через электролит от одного электрода к другому. И в случае перезарядки может вспыхнуть пламя.

          Попытки создания негорючих электролитов предпринимались неоднократно, но добиться серьёзных успехов не удалось. Дело в том, что альтернативные вещества либо не удовлетворяют эксплуатационным требованиям, либо приводят к деградации источников питания и ухудшению их характеристик.

          Новое открытие, сделанное исследователями из Северо-Каролинского университета в Чапел-Хилле (США), может изменить ситуацию.

          По заказу Управления военно-морских исследований ВМФ США исследователи изучали свойства различных веществ, которые предотвратили бы налипание микроорганизмов и водорослей на корпус корабля. Одним из кандидатов были перфторполиэфиры (PFPE) — жидкости, широко применяющиеся в качестве смазки во множестве механизмов.

          Оказалось, что химическая структура PFPE схожа со структурой полимерных электролитов, которые используются в литий-ионных аккумуляторах. Более того, в этом веществе довольно хорошо растворяются соли лития, что и позволяет ему неплохо чувствовать себя в качестве электролита. Плюс ко всему перфторполиэфиры нетоксичны и не горят.

          Впрочем, прежде чем PFPE можно будет применять в коммерческих батареях, исследователям предстоит оптимизировать проводимость такого электролита и обеспечить необходимые эксплуатационные качества.

          Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

          Подготовлено по материалам Северо-Каролинского университета в Чапел-Хилле.

Источник: http://compulenta.computerra.ru/tehnika/devices/10011508/