Учёные из Института физики Китайской академии наук под руководством профессора Юн-Шэна Ху (Yong-Sheng Hu) разработали революционный электролит для натрий-ионных батарей. Главная особенность — он самостоятельно формирует внутри элемента «умный барьер», который физически блокирует развитие теплового разгона (thermal runaway) — одного из самых опасных видов отказа аккумуляторов.
Новый полимеризуемый негорючий электролит (PNE) использует синергетический эффект сольватации анионов и катионов. При нормальной работе он остаётся жидким и обеспечивает отличную проводимость ионов. Но как только температура внутри элемента превышает 150°C, электролит быстро полимеризуется и превращается в плотный твёрдый барьер. Этот слой физически разделяет электроды, прерывает цепную реакцию нагрева и не даёт тепловому разгону распространиться.
В результате даже при серьёзных повреждениях (например, при проколе гвоздём) батарея не загорается, не дымит и не взрывается.
В цилиндрических элементах ёмкостью 3,5 А·ч система полностью подавила тепловой разгон. Энергетическая плотность достигла 211 Вт·ч/кг при комнатной температуре — это конкурентный показатель для современных натрий-ионных технологий. Батарея сохраняет стабильность в широком диапазоне температур от −40°C до +60°C и работает при напряжении выше 4,3 В.
По мнению разработчиков, технология ускорит внедрение натрий-ионных батарей в электромобили, тяжёлый транспорт и системы накопления энергии для электросетей — там, где безопасность является критическим требованием. Натрий-ионные аккумуляторы дешевле литиевых, а новая система защиты снимает один из главных барьеров к их массовому использованию.
Исследование опубликовано в журнале Nature Energy.
