Лаборатория химических источников тока

В настоящий момент активно разрабатываются натрий-ионные аккумуляторы, которые при меньшей, но сопоставимой удельной энергоёмкости оказываются конкурентоспособными благодаря более низкой удельной стоимости запасенной энергии вследствие распространенности и дешевизны солей натрия по сравнению с литиевыми. При этом вопрос пожаро- и взрывобезопасности НИА сегодня практически не исследован. Аварии, связанные с пожарами и взрывами литий-ионных аккумуляторов (ЛИА), часто происходят во всем мире, особенно с сотовыми телефонами, ноутбуками; существуют прецеденты с электромобилями и самолетами. Некоторые из них создали серьезную угрозу для жизни и здоровья людей и привели к многочисленным отзывам продукции со стороны производителей. Na-ионные аккумуляторы имеют ряд отличий от ЛИА (в качестве анодного материала используют неграфитируемые углеродные материалы вместо графита, не используется медная фольга, используются другие растворители для приготовления электролита и, соответственно, другой состав пассивирующей пленки на отрицательном электроде, катодные материалы также отличаются) что делает идентификацию потенциальных рисков и разработку методов и материалов для их минимизации крайне актуальной задачей. Целью предлагаемого проекта является выявление принципов выбора материалов, электролитов и режимов работы натрий-ионных аккумуляторов, обеспечивающих их безопасное функционирование. Для этого будут решены задачи разработки эффективных методик для количественной оценки параметров теплового разгона - основного механизма взрыва и разрушения аккумуляторов - и создания математических моделей, полезных для разработки безопасных аккумуляторных батарей. Основная часть проекта направлена на исследование побочных процессов на границах раздела анодных и катодных материалов с растворами электролитов, и установление влияния этих процессов на пожаро- и взрывобезопасность аккумуляторов. Будут использованы современные экспериментальные методы термического анализа, различные виды спектроскопии и микроскопии, а также теоретические подходы, включая мультимасштабное моделирование побочных процессов, играющих ключевую роль в развитии теплового разгона и взрыва.