Разработан аккумулятор со «встроенным огнетушителем»

Чем компактнее и мощнее становятся батареи, чем больше мы их используем, тем актуальнее становится проблема их возгорания. Всем памятна череда неприятных инцидентов со смартфонами Samsung Galaxy Note, связанных с крошечными отклонениями от нормативов при производстве аккумуляторов.

В самом деле, чем больше энергии мы пытаемся «утрамбовать» в минимальный объем батареи, тем выше риски. Однако работа ученых из Университета Токио обещает, что в будущем мы вовсе забудем об этой маловероятной, но крайне неприятной угрозе. В статье, опубликованной журналом Nature Energy, Ацуо Ямада (Atsuo Yamada) и его коллеги представили батарею, которая самовозгореться попросту не может.

Вспомним, что обычные литий-ионные аккумуляторы состоят из графитового анода и литиевого катода, погруженных в жидкий электролит. «Идеальное решение проблемы возгорания и взрыва батареи состоит в использовании негорючего электролита, – пишут японские ученые. – Однако до сих пор применение таких электролитов было сопряжено с неприемлемым снижением производительности аккумулятора».

В качестве новой альтернативы авторы рассмотрели жидкий и негорючий органический растворитель триметилфосфат (ТМФ). Они показали, что даже при добавлении ТМФ в электролит батарея сохраняет стабильность работы на протяжении более чем года и 1000 циклов перезарядки, не демонстрируя никаких признаков деградации.

«Использовав электролиты в натрий-ионных и литий-ионных аккумуляторах, мы продемонстрировали высокую стабильность реакций зарядки-разрядки как с угольными, так и с графитовыми анодами», – добавляют ученые. При этом новый раствор отличается крайне низкой летучестью, и возгорание не наступало даже при нагревании до 150 °С. При дальнейшем увеличении температуры оно развивалось медленно и не приводило к взрыву.

«Электролит – больше не топливо, – резюмируют Ацуо Ямада и его коллеги, – он служит эффективным пламегасителем для огня, который может охватить другие возгораемые элементы и материалы аккумулятора».