Новый материал предотвращает возгорание аккумуляторов электромобилей, предотвращая тепловой разрыв, как в случае с Teslas, затопленными во время урагана "Элен"

Хотя статистика Tesla разрушает популярный миф о том, что возгорания аккумуляторов электромобилей - обычное явление, нельзя отрицать, что, когда они случаются, потушить их очень сложно.

Чтобы потушить пожар, вызванный батареей электромобиля, требуется во много раз больше галлонов воды, так как батареи переходят в режим самовозгорания из-за явления, известного как тепловой выброс, с которым не может справиться ни один обычный огнетушитель.

Например, перед тем, как ураган "Элен" обрушился на побережье Флориды, губернатор ДеСантис предупредил граждан с электромобилями, чтобы они перевезли их на более высокие площадки. После этого пожарно-спасательная служба Данедина написала в Твиттере:"Если Ваш электромобиль попал в паводковую воду, не заряжайте и не заводите его", посоветовав, чтобы затопленные электромобили сначала проверили пожарные.

Как будто в подтверждение их слов, аккумулятор одного из таких затопленных Model X воспламенился после контакта с едкой соленой водой, когда он стоял в гараже, и сжег всю конструкцию. Предыдущие ураганы также приводили к непропорционально большому количеству загорающихся электромобилей, а один Tesla даже самовоспламенился спустя несколько месяцев после того, как был затоплен и доставлен на свалку. Чтобы погасить пламя, пришлось окунуть Model S в бассейн с водой, а все из-за теплового разряда, который может распространить короткое замыкание электродов в изолированных ячейках на всю батарею.

Термическое разрушение - это именно то, что новый материал от LG Chem пресекает в зародыше. Исследователи LG создали композит, который может очень быстро реагировать на колебания температуры, резко изменяя свое электрическое сопротивление. Материал может быть свернут в слой, предотвращающий тепловое разрушение, толщиной всего 1 мкм. Он располагается между катодом и алюминиевой фольгой, которая служит токосъемником для движения электронов в литиевой батарее.

Защитный армированный слой изготовлен из политиофена, который был разработан таким образом, чтобы изменять свою молекулярную структуру при температурах, превышающих типичный рабочий диапазон батарей 90°C - 130°C.

Повышение температуры приводит к быстрому увеличению электрического сопротивления до 5 000 Ом на каждый 1°C изменения. Максимум, который может достичь термочувствительный материал, в 1 000 раз превышает сопротивление при нормальной рабочей температуре батареи, эффективно отключая электрический ток во время зажигания. Таким образом, слой действует как надежный предохранитель для каждого отдельного элемента, который останавливает поток электричества и предотвращает тепловой выброс, а значит, и возгорание батареи EV, от его возникновения и распространения.

Хотя предыдущие методы предполагали размещение термочувствительных материалов внутри элемента батареи, они часто сталкивались с проблемами, связанными с медленным временем реакции или снижением плотности энергии. Однако компания LG Chem успешно разработала материал, который решает эти проблемы, опираясь на свой опыт и запатентованную конструкцию материала, что позволяет быстро применять его в массовом производстве.

Исследователи LG Chem испытали новый безопасный материал для батарей, проколов и бросив груз на батареи с ним и без него. Ни один из элементов, изготовленных с использованием модифицированного политиофенового слоя, не перешел в состояние полного теплового разряда, в то время как все обычные батареи в испытании на падение и 84% батарей в испытании на прокол полностью сгорели.

Глазурь на торте по предотвращению возгорания литиевых батарей заключается в том, что новый материал может быть быстро масштабирован для массового производства в рулонах. Компания LG уже вышла из стадии проверки безопасности батарей для телефонов, изготовленных с использованием защитного слоя, и планирует сертифицировать его для использования в более крупных блоках электромобилей в следующем году.

"Это ощутимое научное достижение, которое может быть применено в массовом производстве за короткий период времени", - сообщает технический директор LG Chem, радуясь, что изобретение материала"улучшит технологию безопасности, чтобы потребители могли с уверенностью использовать электромобили"