2018/03/02 13:58:58

Литий-полимерные аккумуляторы

Наиболее популярным типом аккумуляторных батарей сегодня являются литий-ионные аккумуляторы. Но присутствующий в них жидкий электролит токсичен, недолговечен, и даже может быть причиной взрыва аккумулятора при зарядке. Более безопасным и перспективным решением являются литий-полимерные аккумуляторные батареи, которые могут быть использованы в самом широком спектре устройств - от электромобилей до смартфонов.

Вместо жидкого электролита в литий-полимерных аккумуляторах используется негорючий твердый полимерный электролит. Самым простым примером используемого полимера может являться полиэтиленоксид. Основной проблемой этих батарей является постепенная кристаллизация полимерного электролита, что приводит к снижению емкости аккумулятора при циклах заряда-разряда. Вдобавок они отличаются малым сроком службы и повышенными требованиями к условиям заряда аккумуляторов. Все это создает серьезные трудности для широкой коммерциализации подобных устройств.

2017: Нановолокна проекта Nafen

Команда проекта Nafen провела в 2017-2018 годах ряд работ и тестов и выяснила, что добавление нановолокон оксида алюминия в полиэтиленоксид препятствует процессу его кристаллизации, сохраняя полимер в проводящей форме. Таким образом нановолокна решают проблему потери емкости батареи при ее длительном использовании.

Nafen представляет собой наноразмерные волокна оксида алюминия. Форма, размер и уникальные свойства позволяют этим волокнам взаимодействовать с различными полимерными матрицами, керамическими и металлическими материалами на нано-уровне, привнося дополнительную функциональность или улучшая свойства конечных материалов. Технология производства нановолокон была разработана и запатентована командой проекта Nafen (Таллин).

`Увеличение количества циклов заряда/разряда с сохранением стабильности работы аккумуляторной батареи - фундаментальная проблема, которую пытаются решить многие производственные и научные коллективы. На данный момент, мы можем сказать, что Nafen имеет огромный потенциал для усовершенствования аккумуляторных батарей на основе литий-полимерных электролитов", - комментирует координатор проекта Nafen Алексей Третьяков.

Испытания полимерной электролитной системы улучшенной нановолокнами оксида алюминия в течение 300 циклов заряда-разряда показали очевидное превосходство над конкурентными решениями.

`Вполне возможно, что именно наполненные нановолокнами полимерные электролиты позволят получить требуемые эксплуатационные свойства для широкого распространения литий-полимерных аккумуляторов на рынках повседневных портативных устройств", - считает Алексей Третьяков.

Справка

Нановолокна Nafen – это тонкие наноразмерные волокна диаметром всего 10-20 нанометров и длиной до 15 сантиметров. Они производятся путем контролируемого синтеза наноструктур оксида алюминия Al2O3 на поверхности расплава алюминия в присутствии специальных окислителей. Подобные волокна в природе не встречаются и могут быть получены только искусственным способом.

Характеристики Nafen, изученные эстонской компанией вместе с ведущими университетами мира, открывают широкие возможности для его эффективного применения в космической индустрии, электроэнергетике, топливной промышленности, металлургии, химической промышленности, машино– и самолетостроении, производстве строительных материалов.

В отличие от других наноматериалов, Nafen уже производится на опытно-промышленной площадке в Таллине и компания планирует расширять производство нановолокон для выхода на рынки крупных потребителей.

Запатентованная технология производства нановолокон может быть легко масштабирована в зависимости от объемов спроса на материал, что делает Nafen более доступным для широкого применения в самых различных областях науки и производства по сравнению с другими коммерческими наноматериалами.

Системы накопления (хранения) энергии и Электромобили

В России:

В мире:

Технологии накопления (хранения) энергии: