ネタ | bateria & zasilacz道場 | ライフ | まにあ道

Niekontrolowany wzrost temperatury stanowi poważne zagrożenie dla każdej baterii. Inżynierowie LG wynaleźli materiał zapewniający dodatkową ochronę, który może zrewolucjonizować rynek akumulatorów.

Firma LG Chem opracowała nowy materiał, który eliminuje ryzyko niekontrolowanego wzrostu temperatury w akumulatorach litowo-jonowych. Przełomowe odkrycie może poprawić bezpieczeństwo pojazdów elektrycznych (EV), smartfonów i innych urządzeń wykorzystujących takie baterie. Szczegóły jego działania opisano w czasopiśmie Nature Communications.

Wyciek termiczny występuje, gdy katoda i anoda akumulatora przypadkowo wchodzą w bezpośredni kontakt, powodując zwarcie i wydzielając ciepło. W ciągu kilku sekund temperatura wewnątrz ogniwa może wzrosnąć do prawie 1000oC. Aby temu zapobiec, inżynierowie LG Chem stworzyli materiał SRL (Safety Reinforced Layer), który reaguje na temperaturę.

Jest on niewiarygodnie cienki, ma zaledwie 1 mikrometr grubości, a to 100 razy mniej niż ludzi włos. Warstwa SRL jest umieszczona między katodą a kolektorem prądu, folią aluminiową, która przewodzi prąd w ogniwie. Materiał ten działa jak inteligentny bezpiecznik – w normalnych okolicznościach pozwala na działanie ogniwa, ale gdy temperatura wzrośnie (90-130oC) poza bezpieczny zakres, SRL reaguje.

Ten materiał tłumiący niekontrolowany wzrost temperatury jest bardzo wrażliwy na temperaturę, a jego rezystancja elektryczna wzrasta o 5000 omów (Ω) na każdy 1oC wzrostu temperatury. Maksymalna oporność materiału jest ponad 1000 razy wyższa niż w normalnych temperaturach. Co więcej, po obniżeniu temperatury, rezystancja wraca do normy, a akumulator działa normalnie.

>>>>>>>>>Bateria LBS1224E do LG Gram 13Z980 14Z980 15Z980 13Z980-A
Aby zademonstrować skuteczność SRL, inżynierowie LG Chem przeprowadzili testy penetracji gwoździami mobilnych akumulatorów litowo-kobaltowych. Ponieważ zawierały one warstwę SRL, żaden z nich się nie zapalił. To wyraźny kontrast w porównaniu ze standardowymi akumulatorami, z których tylko 16 proc. nie wybuchło podczas podobnego uszkodzenia.

W testach uderzeniowych, w których ciężar o masie 10 kg został zrzucony na akumulatory niklowo-kobaltowo-manganowe (NCM) do pojazdów elektrycznych, wszystkie standardowe akumulatory zapaliły się, ale 70 proc. z tych z SRL nie, a nawet pozostałe 30 proc. miało tylko krótkie płomienie, które szybko zgasły.

Testy wstrząsów akumulatorów 3,4 Ah wykazały, że SRL redukuje eksplozje akumulatorów o 63%. Do 10% SRL pokonuje ograniczenia poprzednich metod zapobiegania niekontrolowanemu wzrostowi temperatury, które zazwyczaj spowalniały czas reakcji lub zmniejszały gęstość energii akumulatora. Ponadto SRL można łatwo zintegrować z istniejącymi procesami produkcji masowej.