В БФУ им. И. Канта создают безопасные аккумуляторы нового поколения на основе полимера ПВДФ

Ученые БФУ им. И. Канта разрабатывают технологию производства сепараторов из поливинилиденфторида (ПВДФ). Этот полимер способен сделать современные литий-ионные батареи мощнее и безопаснее.

Как отмечают исследователи, для эффективной работы современным гаджетам и электромобилям требуются аккумуляторы с высокой мощностью. Чтобы повысить рабочее напряжение ячейки, производители переходят на новые материалы катодов, анодов и сепараторов. Обычные сепараторы в таких условиях не справляются — они изменяют форму при перегреве и разрушаются под высоким напряжением. Это приводит к коротким замыканиям и возгораниям. Коллектив НОЦ «Умные материалы и биомедицинские приложения» предложил создавать сепараторы из специального полимера ПВДФ, который решит проблемы за счет своих физических свойств. 

Материал выдерживает нагрев до 150 градусов. Ранее мы разработали технологию контроля пористости и достигли значений пористости более 50%. Такая архитектура обеспечивает быструю передачу заряда и долговечность материалу. У нас уже есть уникальный опыт изготовления тонких мембран, где можно точно настраивать размер и структуру пор. Сейчас технология находится на стадии лабораторных испытаний: команда тестирует работоспособность сепараторов в реальных ячейках формата CR2032,

рассказал научный сотрудник НОЦ «Умные материалы и биомедицинские приложения» БФУ им. И. Канта Петр Ершов.

Отметим, исследование проводится в рамках стратегического технологического проекта «Масштабируемые технологии производства отечественных решений и компонентов для литий-ионных и постлитиевых накопителей» и поддержан программой «Приоритет 2030». По словам ученых, технологию можно будет легко интегрировать в существующие производственные линии. Это позволит быстро перейти от научных исследований к промышленному выпуску высоковольтных аккумуляторов в партнерстве с крупными предприятиями.
Сепараторы — это тонкая мембрана, которая играет ключевую роль в работе батареи: обеспечивает свободный поток ионов лития между катодом и анодом и предотвращает короткое замыкание. С ростом популярности электротранспорта и электроники, спрос на высококачественные сепараторы значительно увеличивается.