„Mūsų metodas didina įprastų skystųjų ličio baterijų saugumą, – sako Kinijos mokslų akademijos Chemijos instituto Chemijos instituto darbuotojas Ying Zhangas. – Tai tarsi apsauginio vožtuvo atidarymas – šios cheminės medžiagos uždusina degias dujas prieš joms sprogstant ir padeda išvengti gaisrų.“
Y. Zhangas ir jos kolegos ličio metalo baterijos prototipe sukūrė ir išbandė nedegią polimerinę medžiagą. Šiuo metu tokios baterijos naudojamos ribotai, tačiau naujos kartos versijos gali pakeisti elektromobilių ir nešiojamųjų elektroninių prietaisų baterijas. Taip yra todėl, kad ličio metalo baterijos gali sukaupti 10 kartų daugiau energijos nei populiarios ličio jonų baterijos, nes neigiamame elektrode naudojamas grynas litis, o ne grafitas.
Tyrėjai prototipinę bateriją ir standartinę ličio metalo bateriją veikė palaipsniui didėjančia temperatūra, pradedant nuo 50 °C. Kai išorinė temperatūra pakilo virš 100 °C, abu akumuliatoriai perkaito, tačiau prototipo speciali polimerinė medžiaga pradėjo savaime skilti, išskirdama chemines medžiagas, kurios veikia kaip „mikroskopiniai gesintuvai“, pasakoja Y. Zhangas.
Viršijus 120 °C temperatūrą, standartinis akumuliatorius be apsaugos priemonių per 13 minučių perkaito iki 1000 °C ir užsiliepsnojo. Tačiau tokiomis pačiomis sąlygomis prototipo baterijos maksimali temperatūra pasiekė tik 220 °C, o gaisras ar sprogimas neįvyko.
Šis „novatoriškas medžiagų mokslo metodas“ gali sumažinti baterijų gaisro ar perkaitimo riziką ne tik ličio metalo baterijose, bet ir tam tikrose ličio jonų baterijose bei ličio ir sieros baterijose, sako Jagjitas Nanda iš SLAC nacionalinės greitintuvo laboratorijos Kalifornijoje. Jo teigimu, tai galėtų padėti sukurti saugesnes baterijas, ypač skirtas elektra varomoms transporto priemonėms ar net elektra varomiems lėktuvams.
Ugnies slopinimo technologija būtų gerai integruota į esamų akumuliatorių gamybą kaip „trumpalaikis saugos patobulinimas, kol pramonė ieškos ilgalaikių sprendimų“, apimančių alternatyvias akumuliatorių konstrukcijas ir chemines medžiagas, sako Y. Zhangas. Vis dėlto, pasak jos, polimerinę medžiagą įšvirkščiant į akumuliatorius, reikėtų šiek tiek pertvarkyti gamybos procesus.
Tyrimas paskelbtas žurnale „Proceedings of the National Academy of Sciences“.
Parengta pagal „New Scientist“.