У ході недавнього інженерного експерименту було досягнуто результату, що зазвичай призводить до спалаху: високоефективну батарею було піддано впливу пропанового пальника, температура якого сягала 1982°C. На подив, не сталося жодного вибуху, панічного шипіння чи викиду токсичного диму. Ба більше, щойно джерело нагріву було вимкнено, полум’я зникло самостійно.
Цього тижня американська компанія PolyJoule офіційно презентувала свою батарею третього покоління — технологію, розроблену з принципом “самозагасання”. В той час, як решта індустрії вкладає мільярди у спроби запобігти вибухам акумуляторів, PolyJoule створила рішення, яке не підтримує горіння.
Революційний підхід до безпеки батарей
Традиційні акумулятори, що використовуються у смартфонах, електромобілях Tesla чи великомасштабних системах енергозбереження, базуються на металах, таких як літій, кобальт чи нікель. Ці матеріали є доволі реактивними та схильними до небезпечного процесу “теплового розгону” — ланцюгової реакції, коли перегріта комірка спричиняє масовий пожежу.
“Акумулятори не повинні бути причиною пожеж. Вони не повинні поширювати вогонь. Вони взагалі не повинні займатися”, — наголошує Елі Пастер, співзасновник і CEO PolyJoule.
Ця, на перший погляд, проста ідея виявилася надзвичайно складною для реалізації в індустрії. Рішення від PolyJoule ґрунтується на органічній хімії. Замість потенційно небезпечного літієвого металу, всередині комірки застосовується інноваційна пара: провідний полімерний катод та рідкий сольовий електроліт. Замість металевої кристалічної решітки, батарея використовує провідні полімери для накопичення заряду.
“Насправді, наші батареї вже успішно функціонують у мережевих системах з 2021 року, а сумарний час їх реальної експлуатації перевищує 263 мільйони годин”, — заявляють представники PolyJoule.
Для демонстрації стійкості своєї технології компанія опублікувала відеозапис, де повнорозмірна комірка піддається прямому впливу пропанового пальника з температурою 1982°C, націленого безпосередньо на внутрішні компоненти. Незважаючи на екстремальне нагрівання та видиме виділення газів, батарея не підтримала горіння. Прибраний пальник — полум’я зникло миттєво, що свідчить про рівень термічної стабільності, який недосяжний для традиційних металевих акумуляторів.
“Матеріали, що мають схильність до займання, часто містять реактивні метали, які спонтанно взаємодіють з повітрям та летючими рідинами. Наша перевага полягає в тому, що батареї PolyJoule не містять ані одного, ані іншого”, — пояснює Тімоті Швагер, професор хімії MIT та співзасновник PolyJoule.
Довговічність та безпека для електротранспорту
Хімічний склад третього покоління забезпечує десятикратне зростання щільності енергії порівняно з першою версією технології. Крім того, він розрахований на понад 10 000 циклів заряджання. У сукупності, ця хімія усуває ризики теплового розгону, утворення дендритів (кристалічних наростів) та необхідність у складних системах охолодження, які є типовими для літій-іонних батарей. Компанія також повідомляє про успішну сертифікацію за стандартами UL9540A та UL810A.
Думка UA Новини: Ця розробка може стати справжнім проривом у сфері безпеки накопичувачів енергії, значно знижуючи ризики для споживачів та промисловості. Впровадження таких технологій у масове виробництво електромобілів та систем зберігання енергії може кардинально змінити ставлення до їх безпеки.
Оригінал статті: itc.ua