Изменение, которое изменит игру: как «замороженный дым» предотвращает тепловой разгон аккумуляторов. Источник: AI
Литий-ионные аккумуляторы — это сердце современной электроники и транспорта, но у них одна неприятная привычка: иногда они решают устроить яркое, но очень короткое фаер-шоу. Проблема теплового разгона, когда перегрев одной ячейки запускает цепную реакцию во всем блоке, до сих пор остается головной болью инженеров. Однако ученые из Нанкинского технологического университета (Nanjing Tech University) предложили решение, которое может произвести пожар в электромобилях делом прошлого.
Они разработали новый тип силикагельного аэрогеля – материала, который часто называют «замороженным дымом» из-за его невероятной легкости и пористости. Эта разработка способна выдерживать температуру до 1300 °C, что значительно превышает возможности предыдущих аналогов.
Барьер, не боящийся ада
Главная сложность в борьбе с пожарами аккумуляторов состоит в том, что температура горения лития и электролита мгновенно взмывает до критических отметок. Старые образцы аэрогелов казались уже при 300 °C, что в условиях реальной аварии — как пытаться потушить костер бумажным полотенцем. Новый материал работает как настоящий высокотемпературный огнеупорный щит.
Во время испытаний пластина толщиной всего 2.3 мм прошла подлинное крещение огнем. Когда одну сторону подвергали нагреву в 1000 °C в течение пяти минут, обратная сторона оставалась холоднее 100 °C. Это означает, что теплоизоляционная способность материала позволяет выиграть время – до двух часов защиты. В контексте безопасности это огромная разница между «пассажиров успели выйти» и «автомобиль сгорел за считанные минуты».
Гибкость и экономическая целесообразность
Но держать температуру – это только половина дела. Аккумуляторы постоянно расширяются и сжимаются во время циклов зарядки и разрядки. Любой хрупкий изолятор в таких условиях быстро превратится в пыль. Китайский аэрогель оказался удивительно живущим: он выдерживает более 90% упругой деформации, не теряя структуры. Это делает его пригодным для длительной эксплуатации внутри плотно упакованных батарейных блоков.
Более того, ученые позаботились и о кошелек производителей. Оптимизация технологии позволила сократить стоимость сырья более чем на 50%. Также была повышена эффективность переработки растворителей, что делает процесс более экологичным, насколько это вообще возможно для химической промышленности.
Не только для Tesla и BYD
Хотя основной фокус направлен на предотвращение теплового разгона в электромобилях, область применения материала гораздо шире. Его легкость и термостойкость делают его отличным кандидатом для аэрокосмической отрасли, где каждый грамм на счету. Промышленное масштабирование уже не за горами, и скоро мы можем увидеть этот материал во всем – от павербанков до систем хранения энергии в масштабах городов.
Вопросы безопасности и выносливости материалов актуальны не только на Земле, но и в открытом космосе. К примеру, для будущих миссий на Луну создают специальную экипировку Axiom Space, которая должна выдерживать не менее строгие условия, чем горящий аккумулятор.