Китайские учёные создали натриевую батарею с защитой от перегрева

Учёные из Китайской академии наук представили натрий-ионный аккумулятор, в котором реализована принципиально новая система предотвращения теплового разгона. Ключевое решение — специальный электролит, способный самостоятельно формировать защитный барьер внутри элемента при критическом нагреве.

Разработку возглавил профессор Института физики Юн-Шэн Ху. Команда создала полимеризуемый негорючий электролит, который при достижении температуры около 150 градусов Цельсия меняет агрегатное состояние и превращается в плотный твёрдый слой. Этот слой физически разделяет компоненты ячейки и блокирует передачу тепла, прерывая цепную реакцию перегрева.

Тепловой разгон — это процесс, при котором внутренняя температура батареи растёт быстрее, чем успевает отводиться тепло. В литиевых элементах такой сценарий может привести к выделению газа, возгоранию или взрыву. В новой натриевой ячейке подобный исход исключён благодаря тому, что электролит сам становится изолирующим экраном именно в момент опасности.

Испытания проводились на цилиндрическом элементе ёмкостью 3,5 ампер-часа. При стандартном тесте с проникновением металлического стержня, имитирующем внутреннее короткое замыкание, батарея не выделила дыма, не загорелась и не взорвалась. Также элемент сохранил стабильность при нагреве до 300 градусов Цельсия.

При этом показатели энергоёмкости остались на конкурентном уровне — 211 ватт-часов на килограмм. Аккумулятор сохраняет работоспособность в диапазоне температур от минус 40 до плюс 60 градусов Цельсия и выдерживает напряжение выше 4,3 вольта.

Технология не требует внешних систем охлаждения или дополнительных защитных контуров. Механизм срабатывает автономно за счёт химических свойств самого электролита. Исследователи отмечают, что подход может быть адаптирован для других типов аккумуляторов, где актуальна проблема теплового разгона.

Разработка находится на стадии лабораторных испытаний. Следующим этапом станет масштабирование технологии и оценка её применимости в серийных устройствах хранения энергии.

Источник:interestingengineering