Ученые из Китайской академии наук предложили радикально простой подход — батарею, которая физически не способна загореться. Речь идет о натрий-ионной конструкции с полимеризуемым негорючим электролитом. При перегреве он быстро затвердевает и формирует внутри ячейки защитный барьер, блокируя распространение тепла. Тепловой разгон — одна из ключевых проблем современных аккумуляторов, особенно литий-ионных с горючими электролитами. Это цепная реакция, при которой нагрев ускоряет химические процессы, вызывая лавинообразный рост температуры до 700–1000 °C. В результате возможны выброс токсичных газов, пожары и взрывы. Причинами могут быть повреждения, перегрев, перезарядка, дефекты производства или внешние воздействия. При этом даже современные огнетушители часто бессильны, так как батарея сама выделяет кислород. Несмотря на это, вероятность возгорания электромобиля крайне мала — около 0,0012%, благодаря инженерным решениям и системам защиты. Новая разработка предлагает иной подход: встроенный «химический предохранитель». В отличие от литий-ионных элементов с органическими электролитами, здесь используется натрий-ионная основа и полимеризуемый негорючий электролит. При температуре выше 150 °C он твердеет и создает внутренний барьер, останавливая реакцию. Испытания показали, что батарея выдерживает нагрев до 300 °C без запуска теплового разгона и сохраняет целостность даже при пробое, имитирующем короткое замыкание. При этом она обеспечивает энергоемкость около 211 Вт·ч/кг и работает в диапазоне от −40 до +60 °C. Преимущество натрий-ионных систем — более высокая термическая стабильность и меньшая реактивность материалов. Их главный недостаток — более низкая энергоемкость по сравнению с литий-ионными решениями, но это компенсируется безопасностью. Дополнительный плюс — пассивная защита. Для предотвращения аварии не нужны датчики или активные системы: сама химия батареи выполняет роль «брандмауэра». Это также снижает требования к внешней защите, уменьшая массу и стоимость устройств. По прогнозам, такие батареи могут достичь ценового паритета с литий-ионными к 2027 году, а затем стать дешевле. Испытания на грузовиках уже показали снижение энергопотребления и рост запаса хода. При этом технология имеет нюанс: после срабатывания защитного механизма электролит затвердевает окончательно, и ячейка выходит из строя. Однако в системах, где приоритет — безопасность, такой подход оправдан. Несмотря на это, батареям все равно требуется охлаждение, так как рабочий нагрев влияет на срок службы. Тем не менее, технология выглядит перспективной не только для электромобилей, но и для любых устройств с аккумуляторами. Теги:
Разное
