Վերականգնվող էներգիայի ազգային լաբորատորիայի (NREL) հետազոտական ​​խումբն առաջարկել է նոր մեթոդ՝ լուծելու լիթիում-իոնային մարտկոցների հրդեհային խնդիրը: Պատասխանի բանալին կարող է ընկած լինել ջերմաստիճանի նկատմամբ զգայուն ընթացիկ կոլեկտորի մեջ:

Ամերիկացի գիտնականները առաջարկեցին, որ պոլիմերային հոսանքի կոլեկտորները կարող են կանխել հրդեհները և բարելավել էներգիայի պահեստավորման մարտկոցների հրդեհի վտանգները

Ի՞նչ է պատահում, երբ մեխը ծակում է լիթիում-իոնային մարտկոցի բջիջը: Հետազոտողները, ովքեր դիտարկել են այս գործընթացը, պնդում են, որ իրենք մշակել են պոլիմերային մեթոդ, որը կարող է դիմակայել լիթիում-իոնային մարտկոցների հետ կապված հրդեհային վտանգներին:

ԱՄՆ-ի վերականգնվող էներգիայի ազգային լաբորատորիայի (NREL), NASA-ի (NASA), Լոնդոնի համալսարանական քոլեջի, Դիդքոթի Ֆարադեյ ինստիտուտի, Լոնդոնի ազգային ֆիզիկական լաբորատորիայի և Ֆրանսիայի եվրոպական սինքրոտրոնի գիտնականները կմղեն գլանաձև «18650 մարտկոցի» մեջ (18×65 մմ: չափը) սովորաբար օգտագործվում է ավտոմոբիլային ծրագրերում: Հետազոտողները փորձում են վերարտադրել այն մեխանիկական սթրեսը, որը էլեկտրական մեքենաների (EV) մարտկոցները պետք է դիմանան վթարի ժամանակ:

Մեխը մարտկոցի ներսում կարճ միացում կառաջացնի, որի արդյունքում ջերմաստիճանը կբարձրանա: Ավելի մանրամասն ուսումնասիրելու համար, թե ինչ է տեղի ունեցել մարտկոցի ներսում, երբ մեխը ներթափանցել է մարտկոց, հետազոտողները օգտագործել են բարձր արագությամբ ռենտգեն տեսախցիկ՝ 2000 կադր/վայրկյան արագությամբ ֆիքսելու իրադարձությունը:

NREL-ի աշխատակից Դոնալ Ֆինեգանը ասում է. «Երբ մարտկոցը խափանվում է, այն շատ արագ է խափանում, ուստի այն ամբողջովին անձեռնմխելիությունից կարող է վերածվել կրակի կուլ տալու և ամբողջությամբ ոչնչացվելու մի քանի վայրկյանում: Արագությունը շատ արագ է, շատ արագ: Դժվար է հասկանալ, թե ինչ կատարվեց այս երկու վայրկյանում։ Բայց շատ կարևոր է նաև հասկանալ, թե ինչ է տեղի ունեցել, քանի որ այս երկու վայրկյանի կառավարումը կարևոր գործոն է մարտկոցի անվտանգության բարելավման համար»։

Ապացուցված է, որ մարտկոցի ջերմաստիճանի բարձրացումը, որն առաջացել է ջերմային արտահոսքից, գերազանցում է 800 աստիճան Ցելսիուսը:

Մարտկոցի բջիջները պարունակում են ալյումինի և պղնձի ընթացիկ կոլեկտորներ: Հետազոտող թիմը նույն դերը խաղալու համար օգտագործեց ալյումինով պատված պոլիմերներ և նկատեց, որ դրանց ընթացիկ կոլեկտորները փոքրանում են բարձր ջերմաստիճանի դեպքում՝ անմիջապես դադարեցնելով հոսանքի հոսքը: Կարճ միացման ջերմությունը հանգեցնում է պոլիմերի փոքրացմանը, և ռեակցիան ստեղծում է ֆիզիկական արգելք մեխի և բացասական էլեկտրոդի միջև՝ դադարեցնելով կարճ միացումը:

Փորձի ընթացքում բոլոր մարտկոցները, առանց պոլիմերային հոսանքի կոլեկցիոների, կփչանան, եթե մեխը ծակվի: Ի հակադրություն, պոլիմերով բեռնված մարտկոցներից և ոչ մեկը նման պահվածք չի ցուցաբերել:

Ֆինեգանը ասաց. «Մարտկոցի աղետալի խափանումը շատ հազվադեպ է, բայց երբ դա տեղի է ունենում, այն կարող է մեծ վնաս հասցնել: Դա ոչ միայն համապատասխան անձնակազմի անվտանգության ու առողջության համար է, այլ նաև մի ընկերության»։

Ամերիկացի գիտնականները առաջարկեցին, որ պոլիմերային հոսանքի կոլեկտորները կարող են կանխել հրդեհները և բարելավել էներգիայի պահեստավորման մարտկոցների հրդեհի վտանգները

Հաշվի առնելով մարտկոցի բջիջները ինտեգրող ընկերությունը՝ NREL-ը մատնանշեց իր մարտկոցի խափանման տվյալների բազան, որը պարունակում է հարյուրավոր ճառագայթային տեսանյութեր և ջերմաստիճանի տվյալների կետեր հարյուրավոր լիթիում-իոնային մարտկոցների չարաշահման թեստերից:

«Փոքր արտադրողները միշտ չէ, որ ժամանակ և ռեսուրսներ ունեն մարտկոցները փորձարկելու համար այն խիստ եղանակով, որը մենք ունեցել ենք վերջին հինգից վեց տարիների ընթացքում»:

Ռուս հետազոտողները նաև վերջերս մշակել են պոլիմերների օգտագործման գաղափարը՝ մարտկոցների բռնկումը կանխելու համար։ Սանկտ Պետերբուրգի համալսարանի էլեկտրաքիմիայի ամբիոնի պրոֆեսոր Օլեգ Լևինը և նրա գործընկերները մշակել են պոլիմերների օգտագործման մեթոդ և դիմել արտոնագրի համար։ Այս պոլիմերի հաղորդունակությունը փոխվում է ջերմության կամ լարման փոփոխության հետ: Թիմն այս մեթոդն անվանել է «քիմիական պայթուցիկ»:

Ըստ միկրոլիթիումային մարտկոցների խմբի՝ ներկայումս ռուս գիտնականների այս պոլիմերը հարմար է միայն լիթիումի երկաթի ֆոսֆատ (LFP) մարտկոցների համար, քանի որ տարբեր կաթոդային բաղադրիչներ աշխատում են տարբեր լարման մակարդակներում։ LFP մարտկոցների համար այն 3.2 Վ է: Մրցակից նիկել-մանգան-կոբալտ (NMC) կաթոդներն ունեն աշխատանքային լարումներ 3.7 Վ-ից մինչև 4.2 Վ՝ կախված NMC մարտկոցի տեսակից: