Комбинация электролита и разделителя, разработанная материаловедами хьюстонского Университета Райса, позволяет литий-ионным батареям устойчиво функционировать при высоких температурах.

Важным компонентом предложенного ими состава невозгорающегося, похожего по консистенции на зубную пасту композита является гексагональный нитрид бора (h-BN), монослой, толщиной в один атом, иногда называемый «белым графеном».

Опытные образцы усовершенствованных новым композитом батарей продемонстрировали идеальную работу при температуре 150 °C на протяжении месяца без заметной потери эффективности. Аспирант университета и главный автор публикации в Advanced Energy Materials, Марко-Тулио Родригес (Marco-Túlio Rodrigues), сообщил, что батареи с композитом h-BN и стандартными электродами оставались стабильными после более 600 циклов зарядки-разрядки при высоких температурах.

По его мнению, аккумуляторные батареи с новым электролитом больше подходят для промышленных и аэрокосмических приложений, чем для смартфонов. В частности, нефтегазовые компании нуждаются в надёжных источниках питания для датчиков, установленных на головках буров и испытывающих сильный нагрев при проходке скважин.

Гексагональный нитрид бора механически и химически инертен при высоких температурах, но не является проводником или ионным проводником, поэтому экспериментаторы рассчитывали с его помощью только стабилизировать слой электролита и устранить необходимость в полимерных разделительных мембранах, плавящихся и деформирующихся при нагреве.

Однако, двухлетняя программа испытаний продемонстрировала с определенностью, что, оставаясь инертным, h-BN в сочетании с ионной жидкостью и солью лития действует как катализатор реакции, в которую вступают окружающие его компоненты.

«Сегодня не существует коммерческих батарей, способных работать при температурах выше 80 °C. Мы заинтересованы преодолеть этот барьер и создать стабильные батареи с температурным барьером в два и более раз выше», — заявили авторы работы.