Согласно имеющимся данным, новомодные натриево-ионные аккумуляторы долговечнее литиевыХ, намного дешевле, обходятся без редкозёма. И до сих пор считалось, что эти аккумуляторы следующего поколения, которые могут использовать в качестве исходного сырья копеечную поваренную соль, даже безопаснее.
Но вот только что Федеральное агентство по испытаниям материалов (BAM) проверило устойчивость этой технологии к повреждениям в авариях.
Результат краш-теста: натриево-ионные аккумуляторы значительно более пожароопасны! В ходе теста металлический штифт был вбит в батарейный отсек, чтобы вызвать повреждение. Этот так называемый тест на проникновение гвоздей является международно признанной процедурой оценки устойчивости аккумуляторов. Удар может – в зависимости от конструкции – вызвать сильный нагрев и, как следствие, тепловой выброс ("Thermal Runaway"), то есть неконтролируемое и чрезвычайно быстрое воспламенение.
Именно так и повела себя натриево-ионная батарея: нагрев был "почти взрывным", резюмирует BAM. Параллельно два литий-ионных элемента, изготовленных из никель-марганцево-кобальтовых (NMC) и железо-фосфатных (LFP) элементов, подверглись такому же испытанию. Известно, что аккумулятор NMC чувствителен к повреждениям; здесь сработали встроенные меры безопасности. С другой стороны, аккумулятор LFP "оказался особенно стабильным".
По словам BAM, причиной стала не химия самого элемента, а отказ вентиляционной системы элемента. Он предназначен для того, чтобы избыточное давление, например, при сильном нагревании, снижалось контролируемым образом. Но из-за удивительно быстрого повышения давления отверстия были забиты, что вызвало бурную реакцию.
"Наше исследование показывает, что механизмы безопасности не могут быть легко перенесены с одной аккумуляторной технологии на другую",
- говорит Нильс Бетчер, руководитель Центра тестирования аккумуляторов BAM. Соответственно, технология требует дальнейшего изучения, чтобы найти адекватные системы защиты на случай повреждения.
BAM продолжает разрабатывать стандарты и нормы в области безопасности натрий-ионных аккумуляторов. Испытание проводилось на Европейском ускорителе частиц синхротронного излучения (ESRF) в Гренобле, Франция. Специально для исследования Институт краткосрочной динамики Фраунгофера (EMI) сконструировал испытательную камеру, в которой с помощью высокоскоростных рентгеновских снимков можно было задокументировать процесс с уникальной точностью.