Совместная исследовательская группа достигла важной вехи в технологии аккумуляторов. Их достижения в разработке негорючего гелевого полимерного электролита (GPE) призваны произвести революцию в безопасности литий-ионных батарей (LIB) за счет снижения рисков термического выхода из-под контроля и пожаров.
Исследование возглавляли профессор Хён Кон Сон из Школы энергетики и химического машиностроения UNIST, доктор Со Хён Юнг из Исследовательского центра передовых специальных химикатов Корейского научно-исследовательского института химической технологии (KRICT) и доктор Тэ- Хи Ким из Ульсанского центра исследований и разработок передовых энергетических технологий Корейского института энергетических исследований (KIER). Результаты были опубликованы в журнале ACS Energy Letters.
В прошлом потенциальная воспламеняемость LIB вызывала серьезные опасения, особенно в электромобилях , где опасность возгорания представляет собой серьезную угрозу для подземных парковок. Решая эту важную проблему, исследовательская группа успешно разработала новаторский негорючий полимерный полутвердый электролит, предлагающий многообещающее решение для уменьшения возгорания аккумуляторных батарей.
Традиционно негорючие электролиты в значительной степени полагались на введение антипиреновых добавок или растворителей с исключительно высокими температурами кипения. Однако эти методы часто приводили к значительному снижению ионной проводимости, что ухудшало общую производительность электролита.
В своем революционном исследовании команда ввела небольшое количество полимера, создав полутвердый электролит. Этот новый подход значительно увеличил проводимость ионов лития на 33% по сравнению с существующими жидкими электролитами. Более того, аккумуляторы пакетного типа, содержащие этот негорючий полутвердый электролит, продемонстрировали значительное улучшение сроков службы на 110%, эффективно предотвращая ненужные реакции электролита во время формирования и работы межфазного слоя твердого электролита (SEI).
Ключевое преимущество этого инновационного электролита заключается в его исключительных характеристиках и негорючести. Подавляя радикальные цепные реакции с соединениями топлива в процессе сгорания, полимерный полутвердый электролит эффективно препятствует возникновению возгораний аккумуляторной батареи. Исследовательская группа продемонстрировала превосходство разработанного полимера, количественно проанализировав его способность стабилизировать и подавлять радикалы.
Джихонг Чжон (Школа энергетики и химического машиностроения, UNIST) сказал: «Взаимодействие между полимеризованным материалом внутри батареи и летучими растворителями позволяет нам эффективно подавлять радикальные цепные реакции. Благодаря электрохимическому количественному анализу этот прорыв будет в значительной степени способствовать пониманию механизма негорючие электролиты».
Соавтор Мидеум Ким, магистрант Школы энергетики и химического машиностроения UNIST и Корейского научно-исследовательского института химической технологии (KRICT), также подтвердил исключительную безопасность самой батареи посредством различных экспериментов. Комплексный подход команды включал применение негорючего полутвердого электролита для аккумуляторов пакетного типа, обеспечивая оценку негорючести электролита, распространяющуюся на практическое применение аккумуляторов.
«Мультидисциплинарный состав исследовательской группы, включающий электрохимию из UNIST, синтез полимеров из Исследовательского центра передовых специальных химикатов KRICT и испытания безопасности аккумуляторов в Ульсанском научно-исследовательском центре передовых энергетических технологий при Корейском институте энергетических исследований (KIER), сыграл важную роль в добиться этого прорыва», — заявил профессор Сун. «Использование негорючих полутвердых электролитов, которые можно напрямую включать в существующие процессы сборки аккумуляторов, ускорит будущую коммерциализацию более безопасных аккумуляторов».
