Учёные Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) разработали полимерный слой для защиты литий-ионных аккумуляторов от взрывов и возгораний. Такой полимер, нанесённый между слоями фольги и катодного вещества, проводит электричество, но, как только напряжение становится выше того, на которое рассчитан аккумулятор, соединение окисляется и перестает проводить ток. Благодаря этому батарея смартфона или электромобиля не перегревается и не способна самовозгораться, утверждают создатели разработки.
Учёные отметили, что в России в месяц происходит около 10 случаев возгорания или взрывов аккумуляторов смартфонов. Наиболее частая причина этого — короткое замыкание, которое может произойти, например, в результате внешних повреждений, при использовании устройства в холодных условиях или при высоких токах заряда-разряда. Ни один производитель не гарантирует, что замыкания не произойдет, поэтому аккумулятору нужна защита от возгорания, считают российские специалисты.
Соединение, созданное в СПбГУ, представляет собой органические цепочки, содержащие атомы никеля. В стандартных условиях полимер проводит электрический ток, но при окислении или восстановлении переходит в другое химическое состояние и теряет эту способность. В аккумуляторе с нанесённым слоем полимера в случае подъёма напряжения выше определённого предела цепь сразу разомкнётся, поскольку вещество сразу перестаёт проводить ток, то же самое происходит и при коротком замыкании.
Специалисты уже провели стресс-тесты на маленьких батареях размером с монету, которые используются в умных часах. Проверка показала, что, если напряжение выходило за пределы диапазона от 2,8 Вольт (при этих значениях останавливается разрядка аккумуляторов) до 5 Вольт (напряжение зарядного устройства для смартфонов), защита срабатывала с эффективностью 100%. Кроме того, полимерный слой практически не повлиял на ёмкость и производительность аккумулятора, снизив их не более чем на 10%. Сейчас учёные ведут переговоры с инвесторами, их цель — масштабировать производство и наладить серийный выпуск новых безопасных аккумуляторов.