В Петербурге разработали защитный слой для литий-ионных аккумуляторов

Ученые Санкт‑Петербургского государственного университета (СПбГУ) разработали защитный полимерный слой, который помогает предотвратить перегрев и возгорание литий‑ионных аккумуляторов при внутреннем коротком замыкании, сообщили в вузе. Проведенные исследования отвечают задачам нацпроекта «Новые материалы и химия».

Уточним, что литий‑ионные аккумуляторы используются в телефонах, ноутбуках, электромобилях, медицинской и промышленной технике. Они обладают высокой энергоемкостью и долгим сроком службы, но при повреждении, перегреве или производственном дефекте внутри ячейки может возникнуть внутреннее короткое замыкание.

Разработанный учеными защитный полимерный слой в десятки раз тоньше человеческого волоса. В обычном режиме он хорошо проводит ток, поэтому аккумулятор может заряжаться без каких-либо ограничений. В случае аварийного падения напряжения при внутреннем коротком замыкании сопротивление слоя резко возрастает. Это позволяет блокировать самый быстрый путь разряда, снизить скорость выделения тепла и не дать аккумуляторной ячейке загореться даже при механическом повреждении.

«Разработанный нами защитный слой не требует датчиков, управляющей электроники или внешнего отключения: он реагирует на изменение электрического состояния самой аккумуляторной ячейки. Это важно для внутренних коротких замыканий, потому что они могут развиваться быстрее, чем успевает сработать внешняя система защиты или защитные элементы, откликающиеся на повышение температуры. В этой работе мы не только показали эффект на промышленной ячейке, но и объяснили, как он возникает при проколе, когда металлический предмет напрямую касается электродов», — рассказал профессор кафедры электрохимии СПбГУ Олег Левин.

Нацпроект «Новые материалы и химия» направлен на снижение доли импорта химической и критически важной биотехнологической продукции, а также редких и редкоземельных металлов. По всей стране запланировано создание производств и центров компетенций в этой сфере, увеличение добычи дефицитного сырья, внедрение перспективных продуктов и поддержка отраслевых предприятий. Обновленные нацпроекты реализуются по решению Президента РФ Владимира Путина с 2025 года.