Истраживачки тим из Националне лабораторије за обновљиву енергију (НРЕЛ) предложио је нову методу за решавање проблема пожара литијум-јонских батерија. Кључ одговора можда лежи у температурно осетљивом струјном колектору.

Амерички научници су предложили да полимерни колектори струје могу спречити пожаре и побољшати опасност од пожара батерија за складиштење енергије

Шта се дешава када ексер пробије ћелију литијум-јонске батерије? Истраживачи који су посматрали овај процес тврде да су развили метод заснован на полимерима који може да се супротстави опасностима од пожара које су повезане са литијум-јонским батеријама.

Научници из америчке Националне лабораторије за обновљиву енергију (НРЕЛ), НАСА-е (НАСА), Универзитетског колеџа у Лондону, Дидкотовог Фарадеј института, лондонске Националне физичке лабораторије и француског Европског синхротрона, ће ексер забити у цилиндричну „18650 батерију“ (18к65мм у величина) која се обично користи у аутомобилским апликацијама. Истраживачи покушавају да репродукују механички стрес који батерије електричних возила (ЕВ) морају да издрже у судару.

Ексер ће изазвати кратак спој унутар батерије, узрокујући пораст њене температуре. Да би детаљније проучили шта се догодило унутар батерије када је ексер пробио батерију, истраживачи су користили брзу рендгенску камеру да сниме догађај при 2000 сличица у секунди.

Донал Финеган, научник у НРЕЛ-у, рекао је: „Када батерија поквари, она се врло брзо поквари, тако да може прећи од потпуно нетакнуте до тога да буде прогутана пламеном и потпуно уништена за неколико секунди. Брзина је веома велика, веома брза. Тешко је разумети шта се догодило у ове две секунде. Али такође је веома важно разумети шта се догодило, јер је управљање овим двема секундама важан фактор у побољшању безбедности батерије.”

Ако се не означи, доказано је да пораст температуре батерије узрокован термичким одмаком прелази 800 степени Целзијуса.

Ћелије батерије садрже струјне колекторе од алуминијума и бакра. Истраживачки тим је користио полимере обложене алуминијумом да играју исту улогу и приметио је да се њихови струјни колектори скупљају на високим температурама, одмах заустављајући ток струје. Топлота кратког споја узрокује скупљање полимера, а реакција формира физичку баријеру између ексера и негативне електроде, заустављајући кратки спој.

Током експеримента, све батерије без полимерног колектора струје ће дефлагрирати ако се ексер пробуши. Насупрот томе, ниједна батерија напуњена полимером није показала ово понашање.

Финеган је рекао: „Катастрофални квар батерије је веома реткост, али када се то догоди, може проузроковати велику штету. То није само за безбедност и здравље релевантног особља, већ и за компанију.”

Амерички научници су предложили да полимерни колектори струје могу спречити пожаре и побољшати опасност од пожара батерија за складиштење енергије

Узимајући у обзир компанију која интегрише батеријске ћелије, НРЕЛ је указао на своју базу података о квару батерије, која садржи стотине радиолошких видео и температурних тачака података из стотина тестова злоупотребе литијум-јонских батерија.

Финеган је рекао: „Мали произвођачи немају увек времена и ресурса да тестирају батерије на тако ригорозан начин као што смо имали у последњих пет до шест година.

Руски истраживачи су такође недавно развили идеју о коришћењу полимера за спречавање пожара батерија. Професор Олег Левин са катедре за електрохемију Универзитета у Санкт Петербургу и његове колеге развили су метод за коришћење полимера и пријавили се за патент. Проводљивост овог полимера се мења са променама топлоте или напона. Тим је ову методу назвао “хемијски осигурач”.

Према групи микро-литијумских батерија, тренутно је овај полимер руских научника погодан само за литијум-гвожђе-фосфатне (ЛФП) батерије, јер различите компоненте катоде раде на различитим нивоима напона. За ЛФП батерије је 3.2В. Конкурентске катоде никл-манган-кобалта (НМЦ) имају радне напоне између 3.7В и 4.2В, у зависности од типа НМЦ батерије.