Ученые БФУ разработали методику для контроля качества сепараторов литий-ионных батарей

В НОЦ «Полимерные и композиционные материалы SmartTextiles» отработана и внедрена методика выходного контроля и оперативного мониторинга качества сепараторов на основе испытаний на прокол. Методика применяется как для оценки готовых изделий, так и на этапах разработки новых вариантов сепараторов. В испытаниях используются стандартные инденторы, позволяющие количественно оценивать сопротивление материала локальному деформированию и проколу.

Ольга Молоканова, директор НОЦ «Полимерные и композиционные материалы «Smart Textiles»:

Сепаратор — один из ключевых элементов аккумулятора: он разделяет анод и катод, обеспечивая ионный транспорт и одновременно предотвращая прямой контакт электродов. От его механической прочности и стабильности напрямую зависит безопасность батареи, в том числе риск короткого замыкания из‑за прорастания дендритов лития и последующего пробоя. В современных условиях, когда требования к энергоемкости и сроку службы аккумуляторов растут, именно надежность сепаратора становится критическим фактором.

Внедрение стандартизированной методики контроля на базе собственного оборудования позволяет сотрудникам НОЦ не только гарантировать качество разрабатываемых сепараторов, но и быстро сравнивать различные варианты материалов и структур. Это существенно ускоряет цикл разработки и снижает риски при масштабировании технологий.

Важным направлением дальнейших исследований станет модернизация испытательной методики: планируется доработать инденторы и оснастку установки таким образом, чтобы моделировать процесс деформирования и пробоя сепаратора при прорастании дендритов. Особое внимание будет уделено исследованиям при различных температурах — это позволит точнее прогнозировать поведение сепаратора в реальных условиях эксплуатации аккумуляторов, в том числе при повышенных и пониженных температурах.

Перспективы развития методики включают не только расширение диапазона условий испытаний, но и более глубокую интеграцию с расчетными подходами: сопоставление экспериментальных данных с результатами численного моделирования позволит создавать более точные критерии надежности и долговечности сепараторов. Результаты исследований будут востребованы как в академической среде, так и в индустриальных партнерствах, ориентированных на создание безопасных и долговечных накопителей энергии.

Исследование выполнено при финансовой поддержке программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».