Ученые из Стэнфордского университета разработали литий-ионные аккумуляторы, способные самостоятельно отключаться при повышении температуры. Исследование опубликовано в Nature Energy.

Новый аккумулятор покрыт тонкой полимерной пленкой, в поверхность которой впаяны покрытые графеном наночастицы никеля, которые выступают в роли контура безопасности, подключенного к аноду. При этом пленка тонкая и не требует никаких дополнительных контроллеров или реле отключения батареи, поскольку сама выступает в качестве ограничителя работы аккумулятора.

Если по какой-либо причине температура аккумулятора повышается, то полиэтилен расширяется. Когда температура достигает 70 градусов Цельсия расстояние между частицами никеля в пленке становится настолько значительным, что пленка теряет способность проводить ток и литий-ионный аккумулятор перестает работать. Как только температура нормализуется, контур безопасности снова начинает работать.

Схема устройства литий-ионных аккумуляторов с защитой от перегрева. Фотография: Zheng Chen et al., / Nature Energy

Литий-ионные аккумуляторы используются в множестве современных приборов, в том числе в смартфонах, ноутбуках и гироскутерах. Одна из наиболее известных проблемы — высокая вероятность возгорания аккумулятора при перегреве, который чаще всего происходит в процессе зарядки. Некоторые производители решают проблему перегрева установкой отдельного контроллера температуры, что влияет на размеры и стоимость аккумулятора.

Исследователи предполагают, что их разработка повысит безопасность использования литий-ионных аккумуляторов большой емкости. Ранее сообщалось, что из-за пожароопасности литий-ионных аккумуляторов некоторые компании занялись разработкой специальный контейнеров для перевозки батарей на борту самолетов.

Автор: Николай Воронцов