Учёные БФУ разработали новый метод проверки литий-ионных аккумуляторов

Учёные Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта разработали и внедрили методику контроля качества сепараторов, используемых в литий-ионных аккумуляторах. Исследование проводилось в научно-образовательном центре «Полимерные и композиционные материалы SmartTextiles». Новый подход основан на испытаниях материалов на прокол и позволяет оценивать их механическую прочность. Разработка предназначена как для проверки готовых сепараторов, так и для контроля качества новых материалов на этапе их создания.

 

Сепаратор представляет собой один из важнейших компонентов литий-ионной батареи. Он располагается между анодом и катодом, предотвращая их непосредственный контакт, но при этом обеспечивает перемещение ионов, необходимое для работы аккумулятора. От состояния этого элемента во многом зависит безопасность устройства. Недостаточная механическая прочность сепаратора может привести к его повреждению и возникновению короткого замыкания. Одной из потенциальных угроз является образование литиевых дендритов — структур, способных проникать через разделительный материал и нарушать нормальную работу батареи.

Разработанная в БФУ методика предполагает использование стандартных инденторов — специальных инструментов, с помощью которых исследователи воздействуют на поверхность материала. Во время испытаний специалисты измеряют сопротивление сепаратора локальной деформации и проколу. Полученные количественные показатели позволяют оценивать механические характеристики образцов и сравнивать различные варианты материалов. Такой способ проверки уже применяется в центре SmartTextiles для выходного контроля готовых изделий и оперативного наблюдения за качеством сепараторов в процессе разработки.

Директор научно-образовательного центра Ольга Молоканова отметила, что надёжность сепараторов приобретает особое значение на фоне растущих требований к энергоёмкости и сроку службы аккумуляторов. В дальнейшем исследователи намерены расширить диапазон условий испытаний и объединить экспериментальные результаты с методами численного моделирования. Сопоставление расчётов с фактическими измерениями должно помочь сформировать более точные критерии оценки надёжности и долговечности сепараторов. Исследование выполнено при финансовой поддержке программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».