Mokslininkų komanda iš Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos (NREL) pasiūlė naują metodą, kaip išspręsti ličio jonų baterijų gaisro problemą. Raktas į atsakymą gali slypėti temperatūrai jautriame srovės kolektoriuje.

Amerikiečių mokslininkai pasiūlė, kad polimeriniai srovės kolektoriai gali užkirsti kelią gaisrams ir padidinti energijos kaupimo baterijų gaisro pavojų

Kas atsitiks, kai nagas pradurtų ličio jonų akumuliatoriaus elementą? Šį procesą stebėję mokslininkai tvirtina, kad jie sukūrė polimerų pagrindu sukurtą metodą, kuris gali užkirsti kelią būdingam gaisro pavojui, susijusiam su ličio jonų baterijomis.

Mokslininkai iš JAV nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos (NREL), NASA (NASA), Londono universiteto koledžo, Didcot Faradėjaus instituto, Londono nacionalinės fizinės laboratorijos ir Prancūzijos Europos sinchrotrono. dydis) dažniausiai naudojamas automobilių pramonėje. Tyrėjai bando atkurti mechaninį įtempimą, kurį elektrinių transporto priemonių (EV) akumuliatoriai turi atlaikyti avarijos metu.

Vinys sukels trumpąjį jungimą akumuliatoriaus viduje, todėl jo temperatūra pakils. Norėdami išsamiau ištirti, kas atsitiko akumuliatoriaus viduje, kai vinis prasiskverbė į akumuliatorių, mokslininkai naudojo didelės spartos rentgeno kamerą, kad užfiksuotų įvykį 2000 kadrų per sekundę greičiu.

Donalas Fineganas, NREL personalo mokslininkas, sakė: „Kai akumuliatorius sugenda, jis sugenda labai greitai, todėl visiškai nepažeistas gali būti prarytas liepsnos ir visiškai sunaikinti per kelias sekundes. Greitis labai greitas, labai greitas. Sunku suprasti, kas atsitiko per šias dvi sekundes. Tačiau taip pat labai svarbu suprasti, kas atsitiko, nes šių dviejų sekundžių valdymas yra svarbus veiksnys gerinant akumuliatoriaus saugumą.

Jei nepastebėta, įrodyta, kad akumuliatoriaus temperatūros kilimas, kurį sukelia terminis bėgimas, viršija 800 laipsnių Celsijaus.

Akumuliatoriaus elementuose yra aliuminio ir vario srovės kolektoriai. Tyrėjų komanda naudojo aliuminiu dengtus polimerus, kad atliktų tą patį vaidmenį, ir pastebėjo, kad jų srovės kolektoriai susitraukia esant aukštai temperatūrai ir tuoj pat sustabdo srovės tekėjimą. Dėl trumpojo jungimo šilumos polimeras susitraukia, o reakcija sudaro fizinį barjerą tarp nago ir neigiamo elektrodo, sustabdant trumpąjį jungimą.

Eksperimento metu visos baterijos be polimerinio srovės kolektoriaus sudegs, jei bus pradurtas vinis. Priešingai, nė viena iš polimeru pakrautų baterijų nepasižymėjo tokiu elgesiu.

Fineganas sakė: „Katastrofiškas akumuliatoriaus gedimas yra labai retas, bet kai taip nutinka, gali būti padaryta daug žalos. Tai ne tik atitinkamo personalo, bet ir įmonės saugai ir sveikatai.

Amerikiečių mokslininkai pasiūlė, kad polimeriniai srovės kolektoriai gali užkirsti kelią gaisrams ir padidinti energijos kaupimo baterijų gaisro pavojų

Atsižvelgdama į įmonę, kuri integruoja baterijų elementus, NREL atkreipė dėmesį į savo baterijų gedimų duomenų bazę, kurioje yra šimtai radiologinių vaizdo ir temperatūros duomenų taškų, gautų iš šimtų ličio jonų baterijų piktnaudžiavimo bandymų.

Fineganas sakė: „Smulkieji gamintojai ne visada turi laiko ir išteklių išbandyti baterijas tokiu griežtu būdu, kokį turime per pastaruosius penkerius–šešerius metus“.

Rusijos mokslininkai taip pat neseniai sukūrė idėją naudoti polimerus, kad būtų išvengta baterijų gaisro. Sankt Peterburgo universiteto Elektrochemijos katedros profesorius Olegas Levinas su kolegomis sukūrė polimerų panaudojimo metodą ir kreipėsi dėl patento. Šio polimero laidumas kinta keičiantis šilumai ar įtampai. Komanda šį metodą pavadino „cheminiu degikliu“.

Mikro-ličio baterijų grupės teigimu, šiuo metu šis Rusijos mokslininkų polimeras tinka tik ličio geležies fosfato (LFP) baterijoms, nes skirtingi katodo komponentai veikia esant skirtingam įtampos lygiui. LFP akumuliatoriams jis yra 3.2 V. Konkurentų nikelio-mangano-kobalto (NMC) katodų darbinė įtampa yra nuo 3.7 V iki 4.2 V, priklausomai nuo NMC baterijos tipo.