Qayta tiklanadigan energiya milliy laboratoriyasi (NREL) tadqiqot guruhi lityum-ion batareyalarning yong’in muammosini hal qilishning yangi usulini taklif qildi. Javobning kaliti haroratga sezgir oqim kollektorida bo’lishi mumkin.

Amerikalik olimlar polimer oqim kollektorlari yong’inlarning oldini olishi va energiya saqlash batareyasining yong’in xavfini yaxshilashi mumkinligini taklif qildi.

Tirnoq litiy-ion batareya xujayrasini teshganda nima bo’ladi? Ushbu jarayonni kuzatgan tadqiqotchilar litiy-ionli batareyalar bilan bog’liq bo’lgan yong’in xavfini bartaraf eta oladigan polimer asosidagi usulni ishlab chiqdilar.

AQSH Milliy qayta tiklanuvchi energiya laboratoriyasi (NREL), NASA (NASA), London Universitet kolleji, Didkot Faraday instituti, London milliy fizik laboratoriyasi va Fransiyaning Yevropa sinxrotroni olimlari tirnoq silindrsimon “18650 akkumulyator”ga (18×65 mm) tiqiladi. o’lchami) odatda avtomobil ilovalarida qo’llaniladi. Tadqiqotchilar elektr transport vositalarining (EV) akkumulyatorlari halokatga uchragan mexanik kuchlanishni qayta ishlab chiqarishga harakat qilmoqda.

Tirnoq batareya ichidagi qisqa tutashuvni keltirib chiqaradi, bu uning harorati oshishiga olib keladi. Batareya ichida tirnoq akkumulyatorga kirganida nima sodir bo‘lganini batafsil o‘rganish uchun tadqiqotchilar yuqori tezlikdagi rentgen kamerasidan foydalanib, hodisani soniyasiga 2000 kadr tezlikda suratga olishdi.

Donal Finegan, NREL xodimi olimi: “Batareya ishlamay qolganda, u juda tez ishdan chiqadi, shuning uchun u butunlay buzilmagan holatdan alanga yutib yuborishi va bir necha soniya ichida butunlay yo’q bo’lib ketishi mumkin. Tezlik juda tez, juda tez. Bu ikki soniya ichida nima bo’lganini tushunish qiyin. Ammo nima bo’lganini tushunish ham juda muhim, chunki bu ikki soniyani boshqarish batareya xavfsizligini yaxshilashda muhim omil hisoblanadi.

Agar tekshirilmagan bo’lsa, termal qochib ketgan batareyaning harorati ko’tarilishi 800 darajadan oshib ketishi isbotlangan.

Batareya xujayralari alyuminiy va misning oqim kollektorlarini o’z ichiga oladi. Tadqiqot guruhi xuddi shu rolni o’ynash uchun alyuminiy bilan qoplangan polimerlardan foydalangan va ularning oqim kollektorlari yuqori haroratlarda qisqarishini va oqim oqimini darhol ushlab turishini kuzatgan. Qisqa tutashuvli issiqlik polimerning qisqarishiga olib keladi va reaksiya tirnoq va manfiy elektrod o’rtasida fizik to’siq hosil qilib, qisqa tutashuvni to’xtatadi.

Tajriba davomida polimer tok kollektori bo‘lmagan barcha akkumulyatorlar tirnoq teshilgan bo‘lsa, o‘chib ketadi. Aksincha, polimer bilan o’rnatilgan batareyalarning hech biri bunday xatti-harakatni ko’rsatmadi.

Finegan shunday dedi: “Batareyaning halokatli ishdan chiqishi juda kam uchraydi, lekin bu sodir bo’lganda, u juda ko’p zarar etkazishi mumkin. Bu nafaqat tegishli xodimlarning xavfsizligi va salomatligi, balki kompaniya uchun hamdir.

Amerikalik olimlar polimer oqim kollektorlari yong’inlarning oldini olishi va energiya saqlash batareyasining yong’in xavfini yaxshilashi mumkinligini taklif qildi.

Batareya xujayralarini birlashtirgan kompaniyani hisobga olgan holda, NREL o’zining batareya ishdan chiqishi ma’lumotlar bazasiga ishora qildi, unda yuzlab lityum-ion batareyalarni suiiste’mol qilish sinovlaridan olingan yuzlab radiologik video va harorat ma’lumotlari nuqtalari mavjud.

Finegan shunday dedi: “Kichik ishlab chiqaruvchilar har doim ham batareyalarni so’nggi besh-olti yil ichida sinovdan o’tkazish uchun vaqt va resurslarga ega emaslar.”

Rossiyalik tadqiqotchilar ham yaqinda akkumulyator yong‘inining oldini olish uchun polimerlardan foydalanish g‘oyasini ishlab chiqdilar. Sankt-Peterburg universitetining elektrokimyo kafedrasi professori Oleg Levin va uning hamkasblari polimerlardan foydalanish usulini ishlab chiqdi va patent olish uchun ariza berdi. Ushbu polimerning o’tkazuvchanligi issiqlik yoki kuchlanishning o’zgarishi bilan o’zgaradi. Jamoa bu usulni “kimyoviy fuze” deb atadi.

Mikro-lityum batareyalar guruhiga ko’ra, hozirgi vaqtda rus olimlarining ushbu polimeri faqat lityum temir fosfat (LFP) batareyalari uchun mos keladi, chunki turli katod komponentlari turli kuchlanish darajalarida ishlaydi. LFP batareyalari uchun u 3.2V ni tashkil qiladi. Raqobatchi nikel-marganets-kobalt (NMC) katodlari NMC batareyasining turiga qarab 3.7V dan 4.2V gacha bo’lgan ish kuchlanishiga ega.