Корейские ученые разработали новый метод анализа, позволяющий оценить термическую стабильность батарей электромобилей. В основе предложенной исследователями аналитической платформы лежит использование просвечивающего электронного микроскопа. С его помощью авторы определили механизм термического разложения материалов катодов, фиксируя их химический состав в реальном времени.
Новый метод позволяет оценить риск взрыва аккумулятора
Химики выяснили механизм термической деструкции катодных материалов и смогли создать аналитическую платформу, которая определяет риск возгорания и взрыва батарей для электромобилей в реальном времени.
Elmob.ua
Взрыв аккумулятора в электромобиле может нанести травмы и даже убить. Химики выяснили, почему взрываются и горят батареи, и показали, как сделать их безопаснее
Взрывы аккумуляторных батарей в последнее время — не редкость. Горят и взрываются не только смартфоны, но и электромобили. Учитывая, что распространенность этих технологий будет только возрастать, ученым необходимо найти способ сделать аккумуляторы безопаснее.
Катодный материал батареи является одним из ключевых элементов, определяющих ее емкость. Катод аккумуляторов для электромобилей синтезируют, смешивая различные металлы, такие как никель, кобальт и алюминий или никель, марганец и кобальт, в соединения с определенным составом.
Материал катода содержит никель, увеличение содержания которого повышает емкость батареи. Кроме того, поскольку никель дешевле кобальта, добавление большего количества никеля снижает и стоимость аккумулятора. Но, с другой стороны, этот металл понижает стабильность устройства, увеличивая вероятность его взрыва или возгорания.
Авторы исследования показали, что увеличение концентрации никеля по сравнению с содержанием алюминия в катодном материале батарей улучшает их емкость, но значительно снижает термическую стабильность. Авторы также выяснили, что в таких батареях наблюдается недостаток алюминия, не участвующего в окислительно-восстановительной реакции. Это приводит к образованию новой фазы О1, которая может снизить термостабильность в процессе зарядки. Согласно исследованию, именно поверхность новой нестабильной фазы является основной причиной снижения термостойкости. Разработанный учеными метод анализа поможет создать более стабильные и эффективные аккумуляторы.