Архитектура. Инженерия. Цифровизация. Экология» пройдет в...


Графеновое покрытие поможет предотвратить возгорания литиевых батарей

Специалисты из Иллинойского университета обнаружили, что графен помогает предотвратить возгорания литиевых батарей, предотвращая доступ кислорода к воспламеняющимся материалам.

Причиной возгораний становятся быстрые зарядка и разрядка, в сочетании с высокими температурами. Условия вызывают разрушение катода, обычно сделанного из оксида лития-кобальта, и выделение кислорода. Если он сочетается с воспламеняющимися продуктами распада электролита при достаточном уровне тепла, может произойти спонтанное возгорание. Исследователи выяснили, что графеновое покрытие помогает предотвратить выделение кислорода, сообщает eurekalert.org. Его выводы представлены в Advanced Functional Materials.

«Мы думали, что, если удастся предотвратить утечку кислорода из катода, уменьшится риск появления огня», — сказал ответственный автор работы, адъюнкт-профессор Реза Шахбазян-Яссар.

Ранее специалист с коллегами использовал графен для управления нарастанием лития на электродах литий-металлических батарей. В новом проекте он с аспирантом Сорушем Шарифи-Аслом, ведущим автором работы, проверил, поможет ли покрытие материалом частиц кадота удержать кислород. Сначала ученые сделали графен электропроводным. Затем, обернули в него частицы оксида лития-кобальта. Электронный микроскоп показал, что оболочка заметно снизила выделение кислорода под действием тепла.

После этого авторы соединили частицы со связующим материалом для получения рабочего катода. При опытах в литий-металлической батарее, кислород почти не выделялся даже при больших напряжениях. Аккумулятор продолжал хорошо работать даже после 200 циклов.

«Устройство потеряло только 14% емкости после быстрой перезарядки. У обычных батарей при аналогичных условиях ухудшения составляют около 45%», — сказал Шарифи-Асл.

Графен оказался идеальным материалом для удержания кислорода. Покрытие, толщиной несколько нм, не увеличивает вес батареи.

«В будущем материал может стать одним из способов снижения риска воспламенения литиевых аккумуляторов, используемых повсеместно – от телефонов до автомобилей», — сказал Шахбазян-Яссар.

 

https://pronedra.ru/grafenovoe-pokrytie-pomozhet-predotvratit-vozgoraniya-litievyx-batarej-370943.html


17.05.2019