Літієві батареї, які сьогодні використовуються в побутовій електроніці, мають суттєвий недолік — вони легко спалахують. Однак, дослідники з Ульсанського національного інституту науки і технологій у Південній Кореї знайшли рішення цієї проблеми.
Згідно з повідомленням interestingengineering.com, нові акумулятори здатні самостійно гасити вогонь, що значно знижує ризик загоряння. Це досягнуто завдяки фізичній модифікації електролітного шару.
Як вдалося покращити термін служби акумуляторів?
Дослідники застосували одновісне розтягнення до фторованого полімерного електроліту, що дозволило зберегти приблизно 78% ємності після 200 циклів зарядки та розрядки. Це суттєве покращення, адже традиційні батареї з нерозтягнутими електролітами зберігають лише 55% ємності в аналогічних умовах.
Фахівці зазначають, що швидкість дифузії іонів літію в розтягнутому електроліті зросла в 4,8 рази, а іонна провідність покращилася на 72%.
Які безпекові характеристики нових батарей?
Південнокорейські дослідники також врахували параметри безпеки. Новий електроліт має вражаючі вогнезахисні властивості: під час випробувань полум’я, підведене до матеріалу, згасло протягом чотирьох секунд після загоряння.
Цей результат може суттєво змінити сучасну електромобільну промисловість, адже легка займистість органічних рідких електролітів була основною проблемою.
Дослідники використовували фторовану полімерну плівку PVDF-TrFE-CFE, яка в стандартному стані має звивисті полімерні ланцюги. Вони застосували механічне розтягування, щоб вирівняти ці ланцюги, що покращило рух іонів літію.
Крім того, команда додала в полімерну матрицю керамічний порошок (LLZTO), що підвищує механічну гнучкість, вогнестійкість та іонну провідність. LLZTO — це твердий електроліт для нових літій-іонних акумуляторів, стабілізований танталом.
Для перевірки нового матеріалу вчені впровадили розтягнутий електроліт у літій-металеві батареї з катодами з літій-залізо-фосфату (LFP), що призвело до значного збільшення терміну служби батареї.
Раніше повідомлялося, що традиційні літієві батареї можуть зникнути, оскільки їх можуть замінити натрієві батареї, які забезпечують вищу щільність енергії та довший термін служби.
