Создан аккумулятор, который не может загореться: как работает новая технология

Исследователи из Китайской академии наук представили новый тип батареи, конструкция которой принципиально исключает возгорание. Речь идет о натрий-ионном аккумуляторе с полимеризованным негорючим электролитом.

В чем суть разработки

Ключевая инновация – «химический предохранитель», встроенный в саму батарею. При повышении температуры свыше 150 °C электролит быстро затвердевает, формируя внутренний барьер, блокирующий распространение тепла и останавливающий опасные реакции.

Это позволяет избежать явления, известного как тепловой разгон – главной причины пожаров и взрывов в современных батареях. В традиционных литий-ионных элементах этот процесс может разогревать систему до 700–1000 °C.

Результаты испытаний

Во время тестов новая батарея:

• выдерживала нагрев до 300 °C без запуска критических реакций;
• сохраняла целостность даже при проколе (имитация короткого замыкания);
• демонстрировала энергоемкость около 211 Вт·ч/кг;
• стабильно работала в температурном диапазоне от -40 до +60 °C.

Преимущества натрий-ионной технологии

В отличие от литий-ионных аккумуляторов натрий-ионные имеют:

• высшую термическую стабильность;
• меньшую химическую реактивность;
• потенциально более низкую стоимость производства.

Хотя их энергоемкость несколько ниже, это компенсируется значительно более высоким уровнем безопасности.

Пассивная защита вместо сложной электроники

Еще одна важная особенность – отсутствие потребности в активных системах безопасности. В новой батарее именно химия материалов выполняет роль защиты:

• уменьшает сложность конструкции;
• позволяет снизить вес;
• потенциально удешевляет производство.

Ограничение технологии

Есть и компромисс: после срабатывания защитного механизма электролит окончательно затвердевает, и батарея выходит из строя. Впрочем, в системах, где критически важна безопасность (электромобили, энергохранилища), такой подход считается оправданным.

Перспективы

По оценкам разработчиков, натрий-ионные аккумуляторы могут достигнуть ценового паритета с литий-ионными уже к 2027 году. Технология выглядит перспективной не только для электротранспорта, но и широкого спектра электроники.

Несмотря на инновации, батареи и в дальнейшем нуждаются в системах охлаждения, ведь рабочие температуры оказывают непосредственное влияние на их ресурс.

Ранее ученые разработали дешевый высокоэффективный аккумулятор из воздуха.