Сотрудники Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL), принадлежащей Министерству энергетики США, создали метод, направленный на улучшение безопасности литий-ионных аккумуляторов. Технология предполагает включение в электролит смеси, которая при механическом воздействии быстро переходит в твердое состояние, что позволяет избежать короткого замыкания электродов и последующего возгорания.
В стандартных литий-ионных аккумуляторах электроды разделены тонким слоем пластика. Повреждение этого слоя может вызвать контакт электродов, что приводит к возгоранию жидкого электролита и взрыву батареи. Идея для нового решения пришла к Габриэлю Вейту из ORNL, когда он наблюдал за игрой детей со смесью кукурузного крахмала и воды, которая обладает свойством течь как жидкость, но становится твердой под воздействием давления. Данное явление, известное как дилатансия, послужило основой для разработки.
Учёные применили сверхтонкий диоксид кремния (SiO 2) — это, по своей сути, очень мелкий песок, состоящий из частиц сферической формы диаметром всего 200 нанометров (200 × 10 -9 м). Одинаковый размер частиц — ключевой фактор: он обеспечивает равномерное распределение добавки в электролите и эффективное затвердевание при ударе. Неравномерность размеров частиц снижает эффективность защиты.
В рамках изучения поведения материала при нагрузке исследователи применяли метод нейтронной рефлектометрии, используя импульсный нейтронный источник, расположенный в ORNL.
ORNL уже передала пять патентов на технологию SAFIRE (Safe Impact Resistant Electrolytes — безопасные ударопрочные электролиты) стартапу Safire Technology Group. Компания расширила свои научно-исследовательские работы в Теннесси, сосредоточившись на внедрении технологии на рынок для электромобилей, оборонных нужд и электрических летательных аппаратов с вертикальным взлётом и посадкой (eVTOL). По словам Джона Ли, соучредителя и генерального директора Safire Technology Group, SAFIRE способна радикально изменить автомобильную промышленность, уменьшив вес транспортных средств и увеличив запас хода благодаря отказу от массивной защитной конструкции. В оборонном секторе технология обеспечивает защиту, при этом снижая вес оборудования.