నేషనల్ రెన్యూవబుల్ ఎనర్జీ లాబొరేటరీ (NREL) నుండి పరిశోధన బృందం లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల అగ్ని సమస్యను పరిష్కరించడానికి ఒక కొత్త పద్ధతిని ప్రతిపాదించింది. సమాధానం యొక్క కీ ఉష్ణోగ్రత-సెన్సిటివ్ కరెంట్ కలెక్టర్‌లో ఉండవచ్చు.

పాలిమర్ కరెంట్ కలెక్టర్లు మంటలను నిరోధించవచ్చని మరియు శక్తి నిల్వ బ్యాటరీ అగ్ని ప్రమాదాలను మెరుగుపరుస్తాయని అమెరికన్ పండితులు ప్రతిపాదించారు

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ సెల్‌ను గోరు గుచ్చినప్పుడు ఏమి జరుగుతుంది? ఈ ప్రక్రియను గమనించిన పరిశోధకులు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలతో సంబంధం ఉన్న స్వాభావిక అగ్ని ప్రమాదాలను ఎదుర్కోగల పాలిమర్-ఆధారిత పద్ధతిని అభివృద్ధి చేసినట్లు పేర్కొన్నారు.

US నేషనల్ రెన్యూవబుల్ ఎనర్జీ లాబొరేటరీ (NREL), NASA (NASA), యూనివర్సిటీ కాలేజ్ లండన్, డిడ్‌కాట్స్ ఫెరడే ఇన్స్టిట్యూట్, లండన్ యొక్క నేషనల్ ఫిజికల్ లాబొరేటరీ మరియు ఫ్రాన్స్ యొక్క యూరోపియన్ సింక్రోట్రోన్ నుండి పండితులు, గోరు ఒక స్థూపాకార “18650 బ్యాటరీ” (18×65 మిమీలో) నడపబడుతుంది. పరిమాణం) సాధారణంగా ఆటోమోటివ్ అప్లికేషన్లలో ఉపయోగిస్తారు. ఎలక్ట్రిక్ వెహికల్ (EV) బ్యాటరీలు క్రాష్‌లో తప్పనిసరిగా భరించాల్సిన యాంత్రిక ఒత్తిడిని పునరుత్పత్తి చేయడానికి పరిశోధకులు ప్రయత్నిస్తున్నారు.

గోరు బ్యాటరీ లోపల షార్ట్ సర్క్యూట్‌ను ప్రేరేపిస్తుంది, దీని వలన దాని ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది. బ్యాటరీలోకి నెయిల్ చొచ్చుకుపోయినప్పుడు బ్యాటరీ లోపల ఏమి జరిగిందో మరింత వివరంగా అధ్యయనం చేయడానికి, పరిశోధకులు సెకనుకు 2000 ఫ్రేమ్‌ల వద్ద ఈవెంట్‌ను క్యాప్చర్ చేయడానికి హై-స్పీడ్ ఎక్స్-రే కెమెరాను ఉపయోగించారు.

NREL వద్ద స్టాఫ్ సైంటిస్ట్ అయిన డోనాల్ ఫినెగన్ ఇలా అన్నారు: “బ్యాటరీ విఫలమైనప్పుడు, అది చాలా త్వరగా విఫలమవుతుంది, కాబట్టి అది పూర్తిగా చెక్కుచెదరకుండా మంటలు మింగడానికి మరియు కొన్ని సెకన్లలో పూర్తిగా నాశనం అవుతుంది. వేగం చాలా వేగంగా ఉంది, చాలా వేగంగా ఉంటుంది. ఈ రెండు సెకన్లలో ఏం జరిగిందో అర్థం చేసుకోవడం కష్టం. కానీ ఏమి జరిగిందో అర్థం చేసుకోవడం కూడా చాలా ముఖ్యం, ఎందుకంటే ఈ రెండు సెకన్ల నిర్వహణ బ్యాటరీ భద్రతను మెరుగుపరచడంలో ముఖ్యమైన అంశం.

తనిఖీ చేయకుండా వదిలేస్తే, థర్మల్ రన్‌అవే వల్ల బ్యాటరీ ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల 800 డిగ్రీల సెల్సియస్‌కు మించి ఉంటుందని నిరూపించబడింది.

బ్యాటరీ కణాలు అల్యూమినియం మరియు రాగి యొక్క ప్రస్తుత కలెక్టర్లను కలిగి ఉంటాయి. పరిశోధనా బృందం అదే పాత్రను పోషించడానికి అల్యూమినియం-కోటెడ్ పాలిమర్‌లను ఉపయోగించింది మరియు వాటి ప్రస్తుత కలెక్టర్లు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కుంచించుకుపోతాయని గమనించారు, వెంటనే కరెంట్ ప్రవాహాన్ని నిలుపుదల చేశారు. షార్ట్-సర్క్యూట్ హీట్ పాలిమర్ కుంచించుకుపోయేలా చేస్తుంది మరియు ప్రతిచర్య గోరు మరియు ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ మధ్య భౌతిక అవరోధాన్ని ఏర్పరుస్తుంది, షార్ట్ సర్క్యూట్‌ను ఆపివేస్తుంది.

ప్రయోగం సమయంలో, గోరు కుట్టినట్లయితే పాలిమర్ కరెంట్ కలెక్టర్ లేని అన్ని బ్యాటరీలు డీఫ్లాగ్రేట్ అవుతాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, పాలిమర్‌తో లోడ్ చేయబడిన బ్యాటరీలు ఏవీ ఈ ప్రవర్తనను ప్రదర్శించలేదు.

ఫైనెగన్ ఇలా అన్నాడు: “బ్యాటరీ యొక్క విపత్తు వైఫల్యం చాలా అరుదు, కానీ ఇది జరిగినప్పుడు, అది చాలా నష్టాన్ని కలిగిస్తుంది. ఇది సంబంధిత సిబ్బంది భద్రత మరియు ఆరోగ్యానికి మాత్రమే కాదు, ఒక కంపెనీకి కూడా.

పాలిమర్ కరెంట్ కలెక్టర్లు మంటలను నిరోధించవచ్చని మరియు శక్తి నిల్వ బ్యాటరీ అగ్ని ప్రమాదాలను మెరుగుపరుస్తాయని అమెరికన్ పండితులు ప్రతిపాదించారు

బ్యాటరీ సెల్‌లను ఏకీకృతం చేస్తున్న కంపెనీని పరిశీలిస్తే, NREL దాని బ్యాటరీ వైఫల్య డేటాబేస్‌ను సూచించింది, ఇందులో వందలకొద్దీ లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ దుర్వినియోగ పరీక్షల నుండి రేడియోలాజికల్ వీడియో మరియు ఉష్ణోగ్రత డేటా పాయింట్‌లు ఉన్నాయి.

ఫైన్‌గాన్ ఇలా అన్నాడు: “గత ఐదు నుండి ఆరు సంవత్సరాలలో బ్యాటరీలను చాలా కఠినమైన రీతిలో పరీక్షించడానికి చిన్న తయారీదారులకు ఎల్లప్పుడూ సమయం మరియు వనరులు లేవు.”

బ్యాటరీ మంటలను నివారించడానికి పాలిమర్‌లను ఉపయోగించాలనే ఆలోచనను రష్యన్ పరిశోధకులు ఇటీవల అభివృద్ధి చేశారు. సెయింట్ పీటర్స్‌బర్గ్ విశ్వవిద్యాలయంలోని ఎలక్ట్రోకెమిస్ట్రీ విభాగానికి చెందిన ప్రొఫెసర్ ఒలేగ్ లెవిన్ మరియు అతని సహచరులు పాలిమర్‌లను ఉపయోగించడం కోసం ఒక పద్ధతిని అభివృద్ధి చేశారు మరియు పేటెంట్ కోసం దరఖాస్తు చేసుకున్నారు. ఈ పాలిమర్ యొక్క వాహకత వేడి లేదా వోల్టేజీలో మార్పులతో మారుతుంది. బృందం ఈ పద్ధతిని “కెమికల్ ఫ్యూజ్” అని పిలిచింది.

మైక్రో-లిథియం బ్యాటరీ సమూహం ప్రకారం, ప్రస్తుతం, రష్యన్ శాస్త్రవేత్తల యొక్క ఈ పాలిమర్ లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ (LFP) బ్యాటరీలకు మాత్రమే సరిపోతుంది, ఎందుకంటే వివిధ కాథోడ్ భాగాలు వేర్వేరు వోల్టేజ్ స్థాయిలలో పనిచేస్తాయి. LFP బ్యాటరీల కోసం, ఇది 3.2V. పోటీదారు నికెల్-మాంగనీస్-కోబాల్ట్ (NMC) కాథోడ్‌లు NMC బ్యాటరీ రకాన్ని బట్టి 3.7V మరియు 4.2V మధ్య ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్‌లను కలిగి ఉంటాయి.