211service.com
Ličio jonų baterijos, kurios nesprogsta
Nauja polimerinė medžiaga galėtų užkirsti kelią tokio tipo baterijų sprogimams, dėl kurių praėjusiais metais buvo masiškai atšauktos ličio jonų nešiojamųjų kompiuterių baterijos. (Žr. Saugesni ličio jonų akumuliatoriai .) Padarius tokius akumuliatorius saugesnius, nauja medžiaga galėtų padėti plačiai naudoti ličio jonų baterijas hibridinėse ir elektrinėse transporto priemonėse.
Akumuliatoriaus tausojimo priemonė: Šios plonos baltos plėvelės juostelės gali būti labai svarbios siekiant išvengti tokių baterijų gaisrų, dėl kurių praėjusiais metais buvo atšaukta milijonai baterijų. Medžiaga, kuri atskiria elektrodus akumuliatoriaus viduje, keičia struktūrą, kad būtų išvengta perkaitimo.
Ličio jonų baterijos naudojamos nešiojamuosiuose kompiuteriuose, nes jos yra mažos ir lengvos, palyginti su alternatyvomis. Automobiliuose jie galėtų pakeisti dabar hibridiniuose automobiliuose naudojamas nikelio metalo hidrido baterijas, sutaupydami vietos ir sumažindami svorį, pagerindami degalų taupymą. Tačiau iki šiol jie nebuvo plačiai naudojami automobiliuose, iš dalies dėl saugumo problemų. (Žr. Ar ličio jonų elektriniai automobiliai yra saugūs?)
Perkaitusios baterijos gali sprogti ir užsiliepsnoti – dėl per didelio įkrovimo arba dėl to, kad akumuliatoriaus viduje esantys elektrodai susiliečia ir gali sukelti trumpąjį elektros laidą. Nors nešiojamojo kompiuterio gaisras gali būti pavojingas, tokių įrenginių baterijose naudojamos tik kelios ląstelės. Gaisras, kurį sukelia tūkstančiai automobilių akumuliatoriaus bloko elementų, gali būti daug blogesnis.
Praėjusiais metais milijonus nešiojamųjų kompiuterių atšaukė tokios didžiosios įmonės kaip „Apple“ ir „Dell“, nes gamybos metu į akumuliatoriaus elementus atsitiktinai buvo įtrauktos metalo dalelės. Retais atvejais šios dalelės gali prasiskverbti į plastikinį lakštą, vadinamą separatoriumi, kuris paprastai neleidžia teigiamiems ir neigiamiems ląstelės elektrodams liestis. Toks įvykis gali generuoti šilumą, dėl kurios separatorius gali dar labiau sugesti, dėl to gali atsirasti daugiau trumpų ir daugiau įkaitimų. Esant pakankamai aukštai temperatūrai, elektrodų medžiagos suyra, išskirdamos deguonį, o tai lemia greitesnį įkaitimą ir galiausiai sprogimą bei gaisrą.
Tyrėjai adresu Rodyti chemikalus , filialas „ExxonMobil“ cheminė medžiaga Tokijuje, Japonijoje, įsikūrę, sukūrė naują separatorių, kuris atlieka aktyvų vaidmenį apsaugant baterijas nuo perkaitimo. Medžiaga gali padėti sulėtinti reakcijas ir leisti akumuliatoriui atvėsti, o ne sprogti liepsnoje, sakoma. Piteris Rotas , pažangių technologijų plėtros programos vadovas Sandijos nacionalinės laboratorijos , Albuquerque mieste, NM. Sandia dabar išbando naujojo separatoriaus saugos funkcijas.
Separatoriai yra elektrą izoliuojančios medžiagos, kurios buvo sukurtos taip, kad jose būtų poros, leidžiančios ličio jonams judėti pirmyn ir atgal tarp akumuliatoriaus elektrodų, kol baterija kraunama ir išsikrauna. Naujos kartos separatoriai skirti suminkštėti pasiekus tam tikrą temperatūrą, apie 130 ºC. Tai uždaro poras ir sustabdo srovės srautą. Kai kuriais atvejais tai sustabdys perkaitimą. Tačiau jei temperatūra ląstelėje ir toliau kyla, šios medžiagos visiškai ištirpsta, suyra ir sukelia didžiulius elektros trumpus, kurie gali pagreitinti kaitinimą. Jei elemento temperatūra viršija 180 ºC, elektrodų medžiagos gali suirti, išsiskirdamos deguonies, dėl kurio užsiliepsnoja akumuliatoriaus elektrolitas, o akumuliatorius gali sprogti.
Skirtingai nuo šių separatorių, kurie genda esant šiek tiek aukštesnei nei 150 ºC temperatūrai, naujoji Tonen medžiaga išlieka nepažeista iki 190 ºC. Užkirsdamas kelią didžiuliam elektros trumpajam jungimui, naujasis separatorius gali užkirsti kelią pagreitėjusiam įkaitimui, dėl kurio kyla sprogimai, sako Rothas.
Atskyriklio našumas priklauso nuo to, kad jame yra daugiau nei vienas polimeras: vienas suminkštėja esant 130 ºC, kad išjungtų srovę, o kitas – kad separatorius būtų nepažeistas, kad būtų išvengta trumpojo jungimo. Pasak Koichi Kono, Tonen tyrimų ir plėtros vadovo, kadangi medžiaga gali būti pagaminta modifikuojant esamą gamybos įrangą, ji greitai gali būti prieinama dideliais kiekiais. Komerciniu požiūriu esame pasiruošę, sako jis.
Kitos įmonės sukūrė alternatyvius būdus, kaip padaryti ličio jonų baterijas saugesnes, įskaitant skirtingų elektrodų medžiagų ar nedegių elektrolitų naudojimą arba plono keraminės medžiagos sluoksnio pridėjimą, kad elektrodai būtų atskirti. Nors keramika gali atlaikyti labai aukštą temperatūrą, išlieka klausimų, kaip gerai ją galima įtraukti į gamybos procesus ir ar ji nebus per brangi, sako Rothas. Tikslas yra turėti baterijas, kurios sugenda grakščiai, o ne sprogstamai.