Команда исследователей из Китайского университета Гонконга (Chinese University of Hong Kong) представила революционную разработку в области аккумуляторов — литий-ионную батарею, которая не загорается даже если ее пробить гвоздём.
В эксперименте, результаты которого опубликованы в журнале Nature, батарея нового типа при механическом повреждении нагрелась всего на 3,5 °C и оставалась стабильной. Для сравнения, традиционные аккумуляторы в тех же условиях разогреваются до 555 °C — со взрывами и возгораниями.
Учёные выяснили, что причиной термического разгона является «ионная ассоциация» — взаимодействие лития с отрицательными ионами в электролите. В батареях этот процесс помогает формировать защитный слой SEI, продлевающий срок службы, но одновременно температура, при которой начинается опасный перегрев, снижается всего до 94 °C.
Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали «стратегию передачи растворителя» (solvent-relay strategy) — новый тип электролита, который по-разному ведёт себя при разных температурах:
при обычных условиях способствует формированию защитного слоя SEI; при нагреве — включает другой компонент, бисфторсульфонилимид лития (LiFSI), который предотвращает реакцию и тепловыделение. Батареи нового типа показали не только высокую безопасность, но и отличную выносливость — после 1000 циклов зарядки они сохраняют 81,9% ёмкости.
