Nacionālās atjaunojamās enerģijas laboratorijas (NREL) pētnieku grupa ierosināja jaunu metodi litija jonu akumulatoru ugunsgrēka problēmas risināšanai. Atbildes atslēga var būt temperatūras jutīgajā strāvas kolektorā.

Amerikāņu zinātnieki ierosināja, ka polimēru strāvas kolektori var novērst ugunsgrēkus un uzlabot enerģijas uzglabāšanas akumulatoru ugunsgrēka risku

Kas notiek, kad nagla caurdur litija jonu akumulatora elementu? Pētnieki, kas novēroja šo procesu, apgalvo, ka viņi ir izstrādājuši uz polimēru balstītu metodi, kas var novērst raksturīgo ugunsbīstamību, kas saistīta ar litija jonu baterijām.

Zinātnieki no ASV Nacionālās atjaunojamās enerģijas laboratorijas (NREL), NASA (NASA), Londonas Universitātes koledžas, Didko Faradeja institūta, Londonas Nacionālās fizikālās laboratorijas un Francijas Eiropas Sinhrotrona. izmērs), ko parasti izmanto automobiļu lietojumos. Pētnieki cenšas atveidot mehānisko spriegumu, kas elektrisko transportlīdzekļu (EV) akumulatoriem jāiztur avārijā.

Nagla izraisīs īssavienojumu akumulatora iekšpusē, izraisot tā temperatūras paaugstināšanos. Lai sīkāk izpētītu, kas notika akumulatora iekšpusē, kad nagla iekļuva akumulatorā, pētnieki izmantoja ātrdarbīgu rentgena kameru, lai iemūžinātu notikumu ar 2000 kadriem sekundē.

Donals Finegans, NREL personāla zinātnieks, sacīja: “Kad akumulators sabojājas, tas ļoti ātri sabojājas, tāpēc to var no pilnīgi neskarta, liesmas norīt un pilnībā iznīcināt dažu sekunžu laikā. Ātrums ir ļoti ātrs, ļoti ātrs. Grūti saprast, kas notika šajās divās sekundēs. Taču ļoti svarīgi ir arī saprast notikušo, jo šo divu sekunžu pārvaldība ir svarīgs faktors akumulatora drošības uzlabošanā.

Ja tas netiek pārbaudīts, ir pierādīts, ka akumulatora temperatūras paaugstināšanās, ko izraisa termiskā bēgšana, pārsniedz 800 grādus pēc Celsija.

Akumulatora elementos ir alumīnija un vara strāvas savācēji. Pētnieku grupa izmantoja ar alumīniju pārklātus polimērus, lai spēlētu tādu pašu lomu, un novēroja, ka to strāvas kolektori saraujas augstā temperatūrā, nekavējoties apturot strāvas plūsmu. Īssavienojuma siltums izraisa polimēra saraušanos, un reakcija veido fizisku barjeru starp naglu un negatīvo elektrodu, apturot īssavienojumu.

Eksperimenta laikā visas baterijas bez polimēra strāvas kolektora uzliesmo, ja tiks caurdurta nagla. Turpretim neviena no baterijām, kas bija ielādēta ar polimēru, neuzrādīja šādu darbību.

Finegans sacīja: “Katastrofāla akumulatora kļūme ir ļoti reta parādība, taču, kad tā notiek, tā var radīt lielus bojājumus. Tas ir ne tikai attiecīgā personāla, bet arī uzņēmuma drošībai un veselībai.”

Amerikāņu zinātnieki ierosināja, ka polimēru strāvas kolektori var novērst ugunsgrēkus un uzlabot enerģijas uzglabāšanas akumulatoru ugunsgrēka risku

Ņemot vērā uzņēmumu, kas integrē akumulatoru elementus, NREL norādīja uz savu akumulatoru bojājumu datubāzi, kurā ir simtiem radioloģisko video un temperatūras datu punktu no simtiem litija jonu akumulatoru ļaunprātīgas izmantošanas testu.

Finegans sacīja: “Mazajiem ražotājiem ne vienmēr ir laiks un resursi, lai pārbaudītu akumulatorus tik stingrā veidā, kāds mums ir bijis pēdējo piecu līdz sešu gadu laikā.”

Krievijas pētnieki arī nesen ir izstrādājuši ideju par polimēru izmantošanu, lai novērstu akumulatoru aizdegšanos. Sanktpēterburgas Universitātes Elektroķīmijas katedras profesors Oļegs Levins un viņa kolēģi izstrādāja polimēru izmantošanas metodi un pieteicās patentam. Šī polimēra vadītspēja mainās, mainoties siltumam vai spriegumam. Komanda šo metodi nosauca par “ķīmisko kūstošu”.

Saskaņā ar mikrolitija bateriju grupu, šobrīd šis Krievijas zinātnieku polimērs ir piemērots tikai litija dzelzs fosfāta (LFP) akumulatoriem, jo ​​dažādas katoda sastāvdaļas darbojas dažādos sprieguma līmeņos. LFP akumulatoriem tas ir 3.2 V. Konkurentu niķeļa-mangāna-kobalta (NMC) katodu darba spriegums ir no 3.7 V līdz 4.2 V atkarībā no NMC akumulatora veida.