Riikliku taastuvenergia laboratooriumi (NREL) uurimisrühm pakkus välja uue meetodi liitiumioonakude tulekahju lahendamiseks. Vastuse võti võib peituda temperatuuritundlikus voolukollektoris.

Ameerika teadlased tegid ettepaneku, et polümeerivoolukollektorid võivad ennetada tulekahjusid ja parandada energiasalvestusakude tulekahjuohtu

Mis juhtub, kui nael läbistab liitiumioonaku? Seda protsessi jälginud teadlased väidavad, et nad on välja töötanud polümeeril põhineva meetodi, mis suudab võidelda liitiumioonakudega kaasnevate tuleohtudega.

USA riikliku taastuvenergia labori (NREL), NASA (NASA), Londoni ülikooli kolledži, Didcoti Faraday instituudi, Londoni riikliku füüsikalabori ja Prantsusmaa Euroopa sünkrotroni teadlased teevad Nael sisse silindrilise 18650 aku (18×65 mm). suurus), mida kasutatakse tavaliselt autotööstuses. Teadlased üritavad taastoota mehaanilist pinget, mida elektrisõidukite (EV) akud peavad õnnetuses taluma.

Nael põhjustab aku sees lühise, mille tulemusel temperatuur tõuseb. Et uurida täpsemalt, mis juhtus aku sees, kui nael aku sisse tungis, kasutasid teadlased kiiret röntgenkaamerat, et jäädvustada sündmus 2000 kaadrit sekundis.

NREL-i personaliteadlane Donal Finegan ütles: “Kui aku ebaõnnestub, läheb see väga kiiresti üles, nii et see võib muutuda täiesti puutumatast kuni leegide alla neelamiseni ja mõne sekundi jooksul täielikult hävimiseni. Kiirus on väga kiire, väga kiire. Raske on mõista, mis selle kahe sekundiga juhtus. Kuid on ka väga oluline mõista, mis juhtus, sest nende kahe sekundi haldamine on oluline tegur aku ohutuse parandamisel.

Kui seda ei kontrollita, ületab termilise jooksmise põhjustatud aku temperatuuri tõus 800 kraadi Celsiuse järgi.

Akuelemendid sisaldavad alumiiniumi ja vase voolukollektoreid. Uurimisrühm kasutas sama rolli mängimiseks alumiiniumkattega polümeere ja täheldas, et nende voolukollektorid kahanevad kõrgel temperatuuril, peatades kohe voolu. Lühise kuumus põhjustab polümeeri kokkutõmbumist ja reaktsioon moodustab füüsilise barjääri küünte ja negatiivse elektroodi vahele, peatades lühise.

Katse ajal põlevad kõik akud, millel pole polümeerivoolukollektorit, kui nael läbi torgata. Seevastu ükski polümeeriga laetud aku ei näidanud sellist käitumist.

Finegan ütles: “Aku katastroofiline rike on väga haruldane, kuid kui see juhtub, võib see põhjustada palju kahju. See ei ole ainult asjaomaste töötajate ohutuse ja tervise huvides, vaid ka ettevõtte jaoks.

Ameerika teadlased tegid ettepaneku, et polümeerivoolukollektorid võivad ennetada tulekahjusid ja parandada energiasalvestusakude tulekahjuohtu

Arvestades akuelemente integreerivat ettevõtet, osutas NREL oma akude rikete andmebaasile, mis sisaldab sadu radioloogiliste video- ja temperatuuriandmepunkte sadade liitium-ioonakude kuritarvitamise testidest.

Finegan ütles: “Väikestel tootjatel ei ole alati aega ja ressursse, et testida akusid nii rangelt, nagu meil viimase viie kuni kuue aasta jooksul on tehtud.”

Venemaa teadlased on hiljuti välja töötanud ka idee kasutada akupõlengute vältimiseks polümeere. Professor Oleg Levin Peterburi ülikooli elektrokeemia osakonnast töötas koos kolleegidega välja polümeeride kasutamise meetodi ja taotles patendit. Selle polümeeri juhtivus muutub kuumuse või pinge muutumisel. Meeskond nimetas seda meetodit “keemiliseks süttiks”.

Mikroliitiumakude grupi hinnangul sobib see Venemaa teadlaste polümeer praegu vaid liitiumraudfosfaat (LFP) akudele, kuna erinevad katoodkomponendid töötavad erinevatel pingetasemetel. LFP akude puhul on see 3.2 V. Konkurentsi nikkel-mangaan-koobalt (NMC) katoodide tööpinged on olenevalt NMC aku tüübist vahemikus 3.7 V kuni 4.2 V.