Эти батареи не горят: революционное решение проблемы лития

Исследователи из DGIST (Корейский институт науки и технологий) под руководством доктора Ким Чжэ Хёна разработали инновационную литий-металлическую батарею.

Фото: freepik.com by senivpetro, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

Автомобильный аккумулятор

Благодаря использованию трёхслойного твердого полимерного электролита, она обладает улучшенной огнестойкостью и увеличенным сроком службы, что открывает широкие возможности для применения в электромобилях и крупных системах хранения энергии.

Что мешало прежним батареям?

Обычные батареи на основе твердого полимерного электролита страдают от структурных ограничений. Они плохо контактируют с электродами и не решают проблему образования дендритов — микроскопических "деревьев" из лития, которые возникают при многократных циклах зарядки и разрядки. Дендриты разрушают соединения внутри батареи, повышая риск возгорания и взрывов.

Новая структура: как это работает?

Исследователи создали трёхслойный электролит, где каждая часть выполняет уникальную функцию:

1. Противопожарная защита: Используется вещество "декарбромодифенилэтан" (DBDPE), которое предотвращает возгорание.
2. Прочность: За счёт добавления цеолита усиливается механическая структура.
3. Эффективность: Высокая концентрация литиевой соли (LiTFSI) ускоряет перемещение ионов лития, улучшая передачу энергии.

Эти слои совмещают жёсткий центральный слой для прочности и мягкие внешние поверхности для идеального контакта с электродами.

Результаты испытаний

Новая батарея показала потрясающие результаты: она сохранила 87,9% производительности после 1000 циклов зарядки-разрядки. Для сравнения, традиционные батареи обычно теряют до 30% своих характеристик за это время. Кроме того, в случае возгорания она способна сама себя тушить, что делает её значительно безопаснее.

Потенциал для различных отраслей

Эта технология подходит для самых разных устройств — от смартфонов и носимой электроники до электромобилей и крупных систем хранения энергии.

Уточнения

Ли́тий (химический символ — Li, от лат. Lithium) — химический элемент 1-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы первой группы, IA), второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 3.

Пожа́р — неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.