Литий является самым легким металлом, что делает его идеальным для использования в аккумуляторах для портативной электроники, электромобилей и самолетов. Но есть крошечная проблема. Известно, что литий-ионные батареи загораются. К счастью, исследователи только что нашли способ сделать их более безопасными, сообщает Mariella Moon для Engadget .
Связанный контент
- «Расчесывание» через свет может дать нам более быстрый и мощный Интернет
Пожары, вызываемые батареями, не распространены, но они являются проблемой. Репортер The Economist объясняет:
В 2006 году миллионы литий-ионных аккумуляторов Sony были заменены после нескольких сотен перегревов и нескольких загорелых. Эти батареи использовались в ноутбуках, выпускаемых рядом производителей. С тех пор производственные процессы улучшились, а пожары остаются относительно редкими. Как отметил Элон Маск, основатель Tesla, из-за того, что на дороге сейчас находится около 30 000 автомобилей Tesla, пожары затронули один из 10000 автомобилей, что звучит плохо, но эквивалентная статистика для автомобилей с бензиновым двигателем составляет один из 1300.
Возможности запуска огня происходят от небольших неисправностей, которые могут привести к коротким замыканиям внутри батареи по мере ее старения. Как и все батареи, литиевые батареи содержат анод и катод, разделенные барьером. Разломы или повреждение этого барьера могут привести к прорастанию через барьер наростов или дендритов лития и соединению анода с катодом, что приводит к неконтролируемому ионному обмену и накоплению тепла. В конце концов, батарея загорается.
Чтобы предотвратить это, исследователи Стэнфордского университета выяснили, как остановить рост этих литиевых дендритов, сообщает Moon. Нитрат лития, который, как известно, улучшает время автономной работы, и полисульфид лития, который может расщеплять литий, удерживали ключ. Команда тестировала различные смеси, пока не нашла правильные пропорции для добавления в батарею. При удачном сочетании образовавшиеся наросты имели форму блинов, а не дендритов, и не пробивали барьер аккумулятора. Команда опубликовала свои выводы в Nature Communications .
Луна пишет:
Кроме того, добавление обоих химических веществ сделало батареи более устойчивыми, поскольку они продолжали работать с эффективностью 99% даже после 300 циклов зарядки-разрядки. Те, которые были обработаны только нитратом лития, стали менее эффективными после 150 циклов.
Испытания проводились на маленьких батареях - таких, которые используются для питания калькуляторов и пультов дистанционного управления, пишет Эндрю Гордон в пресс-релизе Национальной ускорительной лаборатории Стэнфорда, SLAC. Следующим шагом будет посмотреть, поможет ли та же новая химия в более крупных батареях.
Учитывая проблемы с литием, некоторые исследовательские группы работают, чтобы найти другие металлические варианты и получить еще больше энергии от каждой батареи. Но это улучшение может удерживать литий в верхней части списка дольше.
