Ученые нашли способ подавить механизм взрыва литий-ионных аккумуляторов

Инженеры из Национальной лаборатории в Ричланде выяснили причину появления «усов» — микроскопических нитей из лития, которые образуются внутри литий-ионных батарей и приводят к короткому замыканию и взрыву. Открытие позволит создать полностью безопасные перезаряжаемые аккумуляторы такого типа, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature Nanotechnology.

В литий-ионных батареях, установленных в большинство устройств, положительно заряженные катионы лития Li2+ используются в качестве химического «поршня» для проведения электрического заряда через контур.

При полной зарядке катионы находятся в аноде батареи, а как только цепь открывается, перетекают в катод. При этом возникает электрический ток, который позволяет устройству работать.

Исследователи выяснили, что из-за возникновения «усов» внутри литий-ионных батарей при перегреве возникают короткие замыкания — они еще сильнее разогревают электролит (до температуры около 1 000 °C) и превращают его в пузырьки горячего газа. Когда газа становится слишком много, происходит взрыв.

Дальнейшие наблюдения показали, что «усы» растут на катоде и при определенных условиях двигаются в сторону анода со скоростью до 250 нанометров в секунду. Это зависит от структуры кристаллов лития и устройства поверхности самих электродов.


Ранее химики из России и Китая нашли способ увеличить емкость литий-ионных аккумуляторов, установленных в большинство современных электронных устройств, на 15% при сохранении их размера.

  • Автор: Олег Сабитов
СЛЕДУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ РАЗДЕЛА "ВИЭ"