Группа ученых из Стэнфордского университета (Калифорния) разработала технологию, которая способна защитить литий-ионные аккумуляторы от перегрева и предотвратить их возгорание или взрыв.

Литий-ионные батареи используются практически во всех потребительских электронных товарах: ноутбуках, смартфонах, электромобилях и ховербордах. При этом их неприятной особенностью является склонность к перегреву, который может вызвать короткое замыкание и воспламенение батареи. Обычно для предотвращения этого в аккумуляторы устанавливаются специальные капсулы с жидким веществом, которое при экстремальном перегреве образует изолирующий слой в центре батареи, разрывающий электрическую цепь. Часто этот процесс называют "затапливанием", так как изолирующее вещество буквально растекается внутри батареи. "Такой способ необратим — батареи приходят в негодность", — комментирует один из авторов новой разработки Йи Чуй (Yi Cui).

Исследователи Йи Чуй и Шеньян Бао (Zhenan Bao) придумали иной, дешевый и действенный способ избавиться от проблемы. Они разработали тонкую пленку из наночастиц никеля, которые при достаточно плотном расположении друг к другу отлично проводят электричество. Чтобы частицы не деградировали под воздействием химических веществ в аккумуляторе, их покрыли графеном — слоем углерода толщиной в один атом. Получившийся слой также защитили полиэтиленовой пленкой, которая при сильном нагревании (выше 70º C) расширяется сама и таким образом разъединяет и наночастицы никеля, после чего те перестают проводить ток. В итоге общая проводимость пленки падает в миллиард раз всего за секунду.

Поместив такую пленку внутри аккумулятора между одним из электродов и металлическим токоприемником, ученые смогли добиться того, чтобы при перегреве электрическая цепь внутри батареи разрывалась, и батарея переставала работать. После остывания полиэтилена частицы никеля снова сближаются и касаются друг друга — проводимость пленки восстанавливается, и аккумулятор опять готов к работе.

По словам ученых, пока технология может работать только при нормальном уровне напряжения в батарее, но не сможет защитить ее, если напряжение в результате неправильной работы аккумулятора начнет расти. В этом случае пластиковый слой будет работать как резистор и способствовать дальнейшему повышению температуры до опасных значений. Но исследователи продолжают работать, чтобы устранить и эти ограничения.