નેશનલ રિન્યુએબલ એનર્જી લેબોરેટરી (NREL) ની એક સંશોધન ટીમે લિથિયમ-આયન બેટરીની આગની સમસ્યાને ઉકેલવા માટે એક નવી પદ્ધતિનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો. જવાબની ચાવી તાપમાન-સંવેદનશીલ વર્તમાન કલેક્ટરમાં રહેલી હોઈ શકે છે.

અમેરિકન વિદ્વાનોએ પ્રસ્તાવ મૂક્યો કે પોલિમર વર્તમાન કલેક્ટર્સ આગને અટકાવી શકે છે અને ઊર્જા સંગ્રહ બેટરી આગના જોખમોને સુધારી શકે છે

જ્યારે નખ લિથિયમ-આયન બેટરી સેલને વીંધે ત્યારે શું થાય છે? આ પ્રક્રિયાનું અવલોકન કરનારા સંશોધકો દાવો કરે છે કે તેઓએ પોલિમર-આધારિત પદ્ધતિ વિકસાવી છે જે લિથિયમ-આયન બેટરી સાથે સંકળાયેલા અગ્નિના જોખમોનો સામનો કરી શકે છે.

યુએસ નેશનલ રિન્યુએબલ એનર્જી લેબોરેટરી (NREL), NASA (NASA), યુનિવર્સિટી કોલેજ લંડન, ડીડકોટની ફેરાડે ઇન્સ્ટિટ્યૂટ, લંડનની નેશનલ ફિઝિકલ લેબોરેટરી અને ફ્રાન્સની યુરોપિયન સિંક્રોટ્રોનના વિદ્વાનો, આ નેઇલને નળાકાર “18650 બેટરી” (18x65mm) માં ચલાવવામાં આવશે. કદ) સામાન્ય રીતે ઓટોમોટિવ એપ્લિકેશન્સમાં વપરાય છે. સંશોધકો યાંત્રિક તાણને પુનઃઉત્પાદિત કરવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છે કે ઇલેક્ટ્રિક વાહન (EV) બેટરીએ અકસ્માતમાં સહન કરવું જોઈએ.

નેઇલ બેટરીની અંદર શોર્ટ સર્કિટને ટ્રિગર કરશે, જેના કારણે તેનું તાપમાન વધશે. જ્યારે નખ બેટરીમાં ઘૂસી ગયો ત્યારે બેટરીની અંદર શું થયું તે વધુ વિગતવાર અભ્યાસ કરવા માટે, સંશોધકોએ 2000 ફ્રેમ પ્રતિ સેકન્ડની ઝડપે ઘટનાને કેપ્ચર કરવા માટે હાઇ-સ્પીડ એક્સ-રે કેમેરાનો ઉપયોગ કર્યો.

NREL ના સ્ટાફ સાયન્ટિસ્ટ ડોનાલ ફિનેગને કહ્યું: “જ્યારે બેટરી નિષ્ફળ જાય છે, ત્યારે તે ખૂબ જ ઝડપથી નિષ્ફળ જાય છે, તેથી તે સંપૂર્ણ રીતે અકબંધથી જ્વાળાઓ દ્વારા ગળી જાય છે અને થોડી સેકંડમાં સંપૂર્ણપણે નાશ પામે છે. ઝડપ ખૂબ ઝડપી છે, ખૂબ ઝડપી છે. આ બે સેકન્ડમાં શું થયું તે સમજવું મુશ્કેલ છે. પરંતુ શું થયું તે સમજવું પણ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે, કારણ કે આ બે સેકન્ડનું સંચાલન બેટરીની સલામતી સુધારવામાં એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે.”

જો અનચેક કરવામાં આવે તો, થર્મલ રનઅવેને કારણે બેટરી તાપમાનમાં વધારો 800 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી વધુ હોવાનું સાબિત થયું છે.

બેટરી કોષોમાં એલ્યુમિનિયમ અને તાંબાના વર્તમાન કલેક્ટર્સ હોય છે. સંશોધન ટીમે એ જ ભૂમિકા ભજવવા માટે એલ્યુમિનિયમ-કોટેડ પોલિમરનો ઉપયોગ કર્યો અને અવલોકન કર્યું કે તેમના વર્તમાન કલેક્ટર્સ ઊંચા તાપમાને સંકોચાય છે, તરત જ પ્રવાહને અટકાવે છે. શોર્ટ-સર્કિટ ગરમી પોલિમરને સંકોચવાનું કારણ બને છે, અને પ્રતિક્રિયા નખ અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે ભૌતિક અવરોધ બનાવે છે, શોર્ટ-સર્કિટ બંધ કરે છે.

પ્રયોગ દરમિયાન, પોલિમર વર્તમાન કલેક્ટર વિનાની તમામ બેટરીઓ જો ખીલીને વીંધવામાં આવે તો તે ડિફ્ગ્રેગ્રેટ થઈ જશે. તેનાથી વિપરીત, પોલિમરથી ભરેલી કોઈપણ બેટરીએ આ વર્તન દર્શાવ્યું નથી.

ફિનેગને કહ્યું: “બેટરીની આપત્તિજનક નિષ્ફળતા ખૂબ જ દુર્લભ છે, પરંતુ જ્યારે આવું થાય છે, ત્યારે તે ઘણું નુકસાન કરી શકે છે. તે માત્ર સંબંધિત કર્મચારીઓની સલામતી અને સ્વાસ્થ્ય માટે જ નહીં, પણ કંપની માટે પણ છે.”

અમેરિકન વિદ્વાનોએ પ્રસ્તાવ મૂક્યો કે પોલિમર વર્તમાન કલેક્ટર્સ આગને અટકાવી શકે છે અને ઊર્જા સંગ્રહ બેટરી આગના જોખમોને સુધારી શકે છે

બેટરી કોષોને એકીકૃત કરતી કંપનીને ધ્યાનમાં લેતા, NREL એ તેના બેટરી નિષ્ફળતા ડેટાબેઝ તરફ ધ્યાન દોર્યું, જેમાં સેંકડો લિથિયમ-આયન બેટરી દુરુપયોગ પરીક્ષણોમાંથી સેંકડો રેડિયોલોજિકલ વિડિયો અને તાપમાન ડેટા પોઇન્ટ્સ છે.

ફિનેગને કહ્યું: “નાના ઉત્પાદકો પાસે હંમેશા સમય અને સંસાધનો નથી હોતા કે તેઓ છેલ્લાં પાંચથી છ વર્ષમાં આટલી સખત રીતે બેટરીનું પરીક્ષણ કરી શકે.”

રશિયન સંશોધકોએ પણ તાજેતરમાં બેટરીની આગને રોકવા માટે પોલિમરનો ઉપયોગ કરવાનો વિચાર વિકસાવ્યો છે. સેન્ટ પીટર્સબર્ગ યુનિવર્સિટીના ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી વિભાગના પ્રોફેસર ઓલેગ લેવિન અને તેમના સાથીઓએ પોલિમરનો ઉપયોગ કરવાની પદ્ધતિ વિકસાવી અને પેટન્ટ માટે અરજી કરી. આ પોલિમરની વાહકતા ગરમી અથવા વોલ્ટેજમાં ફેરફાર સાથે બદલાય છે. ટીમે આ પદ્ધતિને “રાસાયણિક ફ્યુઝ” તરીકે ઓળખાવી.

માઇક્રો-લિથિયમ બેટરી ગ્રૂપ અનુસાર, હાલમાં, રશિયન વૈજ્ઞાનિકોનું આ પોલિમર ફક્ત લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ (LFP) બેટરી માટે જ યોગ્ય છે, કારણ કે વિવિધ કેથોડ ઘટકો વિવિધ વોલ્ટેજ સ્તરે કામ કરે છે. LFP બેટરી માટે, તે 3.2V છે. સ્પર્ધક નિકલ-મેંગનીઝ-કોબાલ્ટ (NMC) કેથોડ્સ NMC બેટરીના પ્રકાર પર આધાર રાખીને 3.7V અને 4.2V ની વચ્ચે ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ ધરાવે છે.