# Институт химии КАН: полимерный молекулярный предохранитель снизил тепловыделение катодов на 76%

- Опубликовано: 2026-11-06 03:53 UTC
- Раздел: Тяга и энергия › Батареи
- Теги: тепловой разгон, высоконикелевый катод, NMC811, молекулярный предохранитель, литий-металлическая ячейка, безопасность батарей, связь P–C, фосфорные радикалы, Институт химии КАН
- Адрес: https://realtech.media/ru/news/rt-2d2c507f5d8b07206bbb0d65_institut_khimii_kan/

**Исследователи ввели в высоконикелевый катод полимер с термочувствительными связями P–C. В лабораторных тестах, в том числе на ячейках 0,6 А·ч, он снизил тепловыделение и задержал тепловой разгон.**

![Institute of Chemistry CAS: polymer molecular fuse cuts heat release by 76% in high-nickel cathodes](https://sgzwpqqelzmajkcubgkl.supabase.co/storage/v1/object/public/rt-media/2026/11/1393979a3ebf52fa.jpg)
*Mpt-matthew, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0*

Исследователи из Института химии Китайской академии наук разработали полимерный «молекулярный предохранитель», встроенный в катоды высоконикелевых литиевых батарей. Согласно статье в National Science Review, добавка снизила тепловыделение на 76% в катодах LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 и задержала тепловой разгон в литий-металлических пакетных ячейках на 0,6 А·ч [1]. Работа выполнена в лаборатории на катодах и небольших пакетных ячейках.

Решаемая проблема — тепловой разгон в высокоэнергетичных литиевых батареях. Его движут автокаталитические радикальные реакции и накопление горючих газов. В высоконикелевых ячейках при перегреве кислород, выделяющийся из катода, может реагировать с электролитом, давая тепло и газ, и эти реакции усиливают друг друга [1].

## Как работает молекулярный предохранитель

Полимер содержит «жертвенные» связи фосфор–углерод (P–C). В обычных условиях он стабилен и поддерживает перенос ионов лития. При аномальном нагреве связи разрываются, образуются фосфор-центрированные радикалы, которые подавляют экзотермические цепные реакции [1].

Температура срабатывания задаётся молекулярным дизайном. Подстраивая индуктивный и гиперконъюгационный эффекты фосфонатных боковых цепей, авторы изменили энергию диссоциации связей P–C. Начало термического разложения сместилось примерно на 10°C — с около 102°C до 112°C; это подтверждено расчётами методом теории функционала плотности и in situ температурной рамановской спектроскопией [1]. Новый порог выше типичной температуры сушки катодов около 100°C, поэтому радикалы не образуются преждевременно при изготовлении.

## Результаты испытаний

Полностью заряженные высоконикелевые катоды с предохранителем выделяли на 76% меньше тепла, чем немодифицированные, газовыделение также снизилось. Структурные измерения показали меньшее расширение решётки при раннем нагреве и более позднюю структурную деградацию [1].

В литий-металлических пакетных ячейках на 0,6 А·ч при внешнем нагреве модифицированные ячейки показали более низкую пиковую температуру поверхности возле катода. Температура резкого падения напряжения выросла с 144,7°C до 196,9°C [1]. Электрохимические тесты, по данным авторов, также показали благоприятный перенос ионов лития и улучшенную циклируемость.

Авторы описывают подход как стратегию проектирования: использовать настраиваемые химические связи, чтобы вмешиваться в опасные реакции на ранних стадиях теплового разгона, а не полагаться только на пассивные тепловые барьеры или подавление пламени [1].

## Источники

1. [National Science Review](https://doi.org/10.1093/nsr/nwag679)
2. [EurekAlert](https://www.eurekalert.org/news-releases/1150673)

---

Источник: RealTech, realtech.media — https://realtech.media/ru/news/rt-2d2c507f5d8b07206bbb0d65_institut_khimii_kan/