Odkrycie „zapory ogniowej” dla akumulatorów przy 1300°C, gdy Chiny przyspieszają działania na rzecz bezpieczeństwa elektryków

Zespół badawczy z Uniwersytetu Technologicznego w Nankinie opracował materiał izolacyjny dla akumulatorów litowo-jonowych, zdolny wytrzymać temperatury do 1300°C, według Science and Technology Daily.

Zmniejszanie luki w bezpieczeństwie

Materiał to arkusz izolacyjny oparty na aerogelu krzemionkowym, zaprojektowany w celu spowolnienia transferu ciepła między ogniwami akumulatorów litowo-jonowych podczas zdarzeń związanych z przegrzaniem. W takich przypadkach temperatura ogniw może gwałtownie wzrosnąć w ciągu kilku sekund i rozprzestrzenić się na sąsiednie ogniwa.

W testach arkusz o grubości 2,3 mm, wystawiony na działanie 1000°C przez pięć minut, utrzymał przeciwną stronę poniżej 100°C. Materiał może utrzymać izolację termiczną przez okres do dwóch godzin. Wcześniejsze rozwiązania z aerogelem dla akumulatorów działały zazwyczaj w temperaturach około 300°C, poniżej zakresu 650°C-1000°C obserwowanego podczas spalania ogniw. Nowa wersja zwiększa tolerancję z 650°C do 1300°C.

Zwiększanie wydajności materiału

Struktura aerogelu składa się z nanoporyzowanej sieci, która jest w około 99% powietrzem, co ogranicza przewodnictwo ciepła. Zespół badawczy poprawił odporność termiczną, wzmacniając tę strukturę i dostosowując warunki katalityczne podczas syntezy.

Aby rozwiązać problem kruchości, materiał został zaprojektowany w taki sposób, aby osiągnąć ponad 90% elastycznej kompresji, zachowując jednocześnie stabilność strukturalną. To odpowiada działaniu akumulatorów, gdzie ogniwa wielokrotnie się rozszerzają i kurczą.

Udoskonalenia w produkcji

Wyzwania produkcyjne zostały rozwiązane dzięki zoptymalizowanemu procesowi suszenia superkrytycznym CO₂. Udoskonalenia efektywności obejmowały odzysk rozpuszczalników, przy czym ponowne wykorzystanie etanolu przekraczało 99,5%, co zmniejszyło koszty surowców o ponad połowę.

Te zmiany procesowe umożliwiły przejście od rozwoju laboratoryjnego do produkcji przemysłowej.

Impuls w branży

Materiał aerogelowy jest już wykorzystywany w systemach akumulatorowych od CATL, BYD, Sungrow i Xiaomi. Poza elektrykami, zastosowania obejmują przemysł lotniczy i wysokotemperaturowe środowiska przemysłowe.

Rozwój ten następuje równolegle z szerszymi postępami w technologii baterii. Ostatnie zmiany w branży obejmują przejście akumulatorów sodowo-jonowych na tańsze, dłużej działające chemie katodowe, podczas gdy Svolt firmy GWM rozpoczął masową produkcję akumulatora PHEV o pojemności 80 kWh, jednego z największych ogłoszonych dla hybryd plug-in.

Tło polityczne

„15. Plan Pięcioletni” Chin identyfikuje zaawansowane materiały i nową energię jako strategiczne sektory. Izolacja aerogelowa ma szansę na przejście z wysokiej klasy opcjonalnego komponentu do szerszego zastosowania w systemach akumulatorowych.

Kontekst danych

Dane dotyczące instalacji akumulatorów w Chinach pokazują ciągłą dominację chemii fosforanu żelaza litowego (LFP), według China EV DataTracker. W marcu 2026 roku całkowite instalacje osiągnęły 56,5 GWh, przy czym LFP stanowił 45,8 GWh, czyli 81,1% udziału, podczas gdy ternarny NMC przyczynił się do 10,7 GWh z 7,0% wzrostem rok do roku. Całkowite instalacje były na poziomie zbliżonym do ubiegłego roku, z spadkiem o 0,2%, co odzwierciedla stabilny popyt, podczas gdy mieszanka chemiczna nadal faworyzuje LFP.