При проектировании батарей высокой энергии важны следующие физико-химические параметры, которые влияют не только на эффективность работы, но и на безопасность:

Энергетическая плотность (Wh/kg и Wh/L): Параметр определяет, сколько энергии может хранить батарея в заданном объеме или массе. Высокая энергетическая плотность позволяет создавать более компактные и легкие батареи, однако с ростом плотности увеличиваются риски перегрева и летучести материалов.

Электрическая проводимость: Важно, чтобы проводящие компоненты батареи имели высокую электрическую проводимость. Низкая проводимость может привести к перегреву и снижению эффективности работы.

Термическая стабильность: Материалы, используемые в батареях, должны оставаться стабильными при высоких температурах. Неправильные материалы могут вызвать термические выбросы, что может привести к огню или взрыву.

Состав электролита: Полу жидкости или твердые электролиты должны обеспечивать хорошую ионную проводимость. Нежелательно, чтобы электролит был воспламеняющимся или токсичным, поскольку это может создать угрозу безопасности.

Циклическая стабильность: Возможность батареи сохранять свои характеристики после множества циклов зарядки и разрядки. Уступающие материалы могут распадаться, что приведет к рискам короткого замыкания или утечкам.

Срок службы: Зависит от химических реакций, протекающих в батарее. Долгосрочная стабильность материалов критически важна для уменьшения риска выхода из строя.

Электродные материалы: Использование безопасных и стабильных материалов (например, литий-никель-марганец-кобальт) при производстве анодов и катодов может минимизировать риски, связанные с химическими реакциями, которые могут вызвать перегрев или воспламенение.

Структура ячейки: Конструкция и материал оболочки, в которой находятся элементы батареи, также влияют на безопасность. Неправильное проектирование может привести к механическим повреждениям, которые вызовут короткие замыкания или утечки.

Управление температурой: Система охлаждения или термостатизации может помочь предотвратить перегрев и обеспечить более безопасное использование батареи.

Каждый из этих параметров важен не только для повышения производительности батареей, но и для обеспечения их безопасного использования. Инженеры и исследователи должны учитывать все эти аспекты при разработке новых технологий хранения энергии.