Негорючий литий-ионный аккумулятор возможен

Группа исследователей из Лаборатории прикладной физики в Университете Джонса Хопкинса создала литий-ионный аккумулятор, который способен выдерживать экстремальные нагрузки и при этом не воспламеняться. Новый аккумулятор остается безопасным после сильного удара, сгибания, погружения в воду и даже разрезания на  куски. Это важное изобретение, так как небезопасность литиевых аккумуляторов накладывает жесткие ограничения на их использование.

К сожалению, возгорание аккумуляторов в смартфонах, электронных парогенераторах  и даже электромобилях — это не единичные случаи. Химия и форм-фактор литий-ионных аккумуляторов незначительно изменились с момента начала коммерциализации технологии в 1990-х годах. В то же время, требования изменились, например, появились носимые и медицинские устройства, а также очень мощные батареи для электрического транспорта, которые должны быть безопасными.

Исследователи ищут способы заменить пожароопасный жидкий электролит на менее опасные аналоги, и исследователи из Университета Джонса Хопкинса добились значительного успеха. Еще в 2017 г. они представили гибкую литий-ионную батарею, а теперь им удалось создать новый класс электролитов, которые при той же мощности намного безопаснее.

Ученые разработали два типа электролитов, названных WiS и WiBS, которые можно использовать в существующих литий-ионных и литии-полимерных аккумуляторах, а также гибких батареях нового поколения.

Новые солевые электролиты не воспламеняются даже при воздействии прямого огня. Изображение: APL 

Надо отметить, что разработки Лаборатории прикладной физики в Университете Джонса Хопкинса нацелены на коммерциализацию новой технологии. Первое поколение гибких аккумуляторов было не очень надежным, но теперь их характеристики достигли показателей обычных литий-ионных аккумуляторов, а по безопасности — существенно их превзошли. Исследователи планируют в течение года перейти к прототипированию аккумуляторов разного назначения. В случае успеха, новый тип аккумуляторов может быстро выйти на рынок и заменить существующие небезопасные батареи.

Одним из самых интересных преимуществ новой технологии является возможность создания  литий-полимерных батарей для использования на улице. Традиционно литий-полимерные батареи являются одними из самых дешевых и удобных в использовании благодаря тому, что они представляют собой плоские пакеты разного размера и емкости. Однако именно такие батареи в случае брака или неправильной эксплуатации раздуваются и могут воспламениться. Из-за этого литий-полимерные батареи большой мощности опасно использовать в жилых помещениях, например, для домашних накопителей энергии от солнечных панелей.  Одновременно их сложно использовать и на улице, так как они боятся воды. Новые аккумуляторы решают эту проблему, что может придать импульс развитию возобновляемой энергетики и индустрии домов с автономным питанием электроэнергией.