Гурӯҳи тадқиқотии Лабораторияи миллии энергияи барқароршаванда (NREL) усули нави ҳалли мушкилоти оташфишонии батареяҳои литий-иониро пешниҳод кард. Калиди ҷавоб метавонад дар коллектори ҷорӣ ба ҳарорат ҳассос бошад.

Олимони амрикоӣ пешниҳод карданд, ки коллекторҳои ҷараёнҳои полимерӣ метавонанд аз сӯхтор пешгирӣ кунанд ва хатари сӯхтори батареяро беҳтар созанд

Вақте ки нохун ҳуҷайраи батареяи литий-ионро сӯрох мекунад, чӣ мешавад? Муҳаққиқоне, ки ин равандро мушоҳида кардаанд, мегӯянд, ки онҳо усули полимериро таҳия кардаанд, ки метавонад ба хатари оташсӯзии марбут ба батареяҳои литий-ион муқобилат кунад.

Олимони Лабораторияи миллии энергияи барқароршавандаи ИМА (NREL), NASA (NASA), Коллеҷи Донишгоҳи Лондон, Институти Фарадей дар Дидкот, Лабораторияи миллии физикии Лондон ва Синхротрони аврупоии Фаронса мех ба батареяи силиндрии “18650” (18×65 мм дар андоза) одатан дар барномаҳои автомобилӣ истифода мешаванд. Муҳаққиқон кӯшиш мекунанд, ки фишори механикиро дубора тавлид кунанд, ки батареяҳои мошини барқӣ (EV) бояд ҳангоми садама тоб оваранд.

Нохун дар дохили батарея расиши кӯтоҳро ба вуҷуд оварда, ҳарорати он баланд мешавад. Барои муфассалтар омӯхтани он, ки дар дохили батарея чӣ ҳодиса рӯй дод, вақте ки мех ба батарея ворид шуд, муҳаққиқон камераи рентгении баландсуръатро истифода бурда, ҳодисаро дар 2000 кадр дар як сония сабт карданд.

Донал Финеган, як олими кормандони NREL, гуфт: “Вақте ки батарея аз кор мебарояд, он хеле зуд аз кор мебарояд, аз ин рӯ он метавонад аз комилан солим ба оташ фурӯ бурда шавад ва дар тӯли чанд сония комилан нобуд шавад. Суръат хеле тез аст, хеле тез аст. Фахмидан душвор аст, ки дар ин ду сония чй шуд. Аммо фаҳмидани он чӣ рӯй дод, хеле муҳим аст, зеро идоракунии ин ду сония омили муҳими беҳтар кардани бехатарии батарея аст.”

Агар назорат карда нашаванд, болоравии ҳарорати батарея, ки дар натиҷаи гурези гармӣ ба вуҷуд омадааст, аз 800 дараҷа зиёд аст.

Дар ҳуҷайраҳои батарея коллекторҳои ҷории алюминий ва мис мавҷуданд. Гурӯҳи тадқиқотӣ аз полимерҳои алюминии пӯшида барои ҳамин нақш истифода кард ва мушоҳида кард, ки коллекторҳои ҷории онҳо дар ҳарорати баланд коҳиш ёфта, ҷараёни ҷараёнро фавран боздошт мекунанд. Гармии расиши кӯтоҳ боиси кам шудани полимер мегардад ва реаксия дар байни нохун ва электроди манфӣ монеаи физикӣ ба вуҷуд оварда, расиши кӯтоҳро қатъ мекунад.

Ҳангоми таҷриба, ҳама батареяҳо бе коллектори ҷараёни полимерӣ дар сурати сӯрох кардани нохун хомӯш мешаванд. Баръакс, ҳеҷ яке аз батареяҳои пур аз полимер ин рафторро нишон надоданд.

Финеган гуфт: “Нокати фалокатбори батарея хеле кам аст, аммо вақте ки ин рӯй медиҳад, он метавонад хисороти зиёде расонад. Ин на танҳо барои бехатарӣ ва саломатии кормандони дахлдор, балки барои як ширкат аст.”

Олимони амрикоӣ пешниҳод карданд, ки коллекторҳои ҷараёнҳои полимерӣ метавонанд аз сӯхтор пешгирӣ кунанд ва хатари сӯхтори батареяро беҳтар созанд

Бо дарназардошти ширкате, ки ҳуҷайраҳои батареяро муттаҳид мекунад, NREL ба пойгоҳи додаҳои нокомии батарея ишора кард, ки дорои садҳо видеои радиологӣ ва маълумотҳои ҳарорат аз садҳо санҷишҳои сӯиистифодаи батареяи литий-ион мебошад.

Финеган гуфт: “Истеҳсолкунандагони хурд на ҳама вақт вақт ва захираҳоро барои санҷидани батареяҳо бо чунин усули дақиқе, ки мо дар панҷ то шаш соли охир дорем, доранд.”

Муҳаққиқони рус низ ба наздикӣ идеяи истифодаи полимерҳоро барои пешгирии сӯхтор дар батарея таҳия кардаанд. Профессор Олег Левин аз кафедраи электрохимияи Донишгоҳи Санкт-Петербург ва ҳамкорони ӯ усули истифодаи полимерҳоро таҳия карда, барои гирифтани патент муроҷиат карданд. Ноқилияти ин полимер бо тағирёбии гармӣ ё шиддат тағир меёбад. Даста ин усулро “фузи химиявӣ” номид.

Мувофиқи маълумоти гурӯҳи батареяҳои микро-литий, дар айни замон, ин полимери олимони рус танҳо барои батареяҳои литий фосфати оҳанӣ (LFP) мувофиқ аст, зеро ҷузъҳои гуногуни катод дар сатҳҳои гуногуни шиддат кор мекунанд. Барои батареяҳои LFP, он 3.2V аст. Катодҳои рақиби никель-марганец-кобальт (NMC) вобаста ба намуди батареяи NMC шиддати корӣ аз 3.7 ва 4.2 В доранд.