نحوه ایمن سازی باتری لیتیومی
نحوه ایمن سازی باتری لیتیومی
محققان دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو روش ایمنی جدیدی را ایجاد کرده اند که می تواند از آتش سوزی باتری های لیتیومی جلوگیری کند. نحوه ایمن سازی باتری لیتیومی را از بخش اخبار سایت فروشگاه اینترنتی کادکالا همراه ما باشید.
باتری های فلزی لیتیوم از مدتها پیش به عنوان “نسل بعدی در ذخیره سازی باتری” وعده داده شده اند، و این توانایی را برای ارائه حداقل دو برابر مقدار انرژی در مقایسه با باتری های لیتیوم یون فعلی دارند.
با وجود این که این روی کاغذ عالی به نظر می رسد، دانشمندان هنوز نتوانسته اند به دلیل خراب شدن بدنام باتری فاجعه بار، که از شکل گیری دندریت ها – سازه های ریز، سفت و سخت و کریستالی است که در طول شارژ مجدد روی آندهای فلزی لیتیوم رشد می کنند، دنبال کنند. تمامیت ساختاری باتری، که منجر به نگرانی های جدی در مورد ایمنی می شود.
اکنون محققان دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو ویژگی ایمنی جدیدی را ایجاد کرده اند که می تواند برخی از این مشکلات را دور بزند.
دکتر متیو گونزالز دانشجو و نویسنده اول مقاله گفت: ما در تلاش نیستیم که از باتری جلوگیری شود. ما آن را بسیار ایمن تر می کنیم تا در صورت خراب شدن، باتری به طور فاجعه آمیز آتش نگیرد یا منفجر نشود.
دندریت ها باعث می شوند که باتری آنقدر طولانی شود (و تیز شود) که یکی از اجزای باتری به نام جداکننده را سوراخ کند، که در درجه اول وظیفه جلوگیری از اتصال کوتاه و گرمای بیش از حد را بر عهده دارد. این آند و کاتد را از هم جدا می کند و حرکت یون ها را بین دو در هنگام بار و تخلیه کنترل می کند. بنابراین، هنگامی که جدا کننده سوراخ می شود، جریان یون ها از کنترل خارج می شوند و در نتیجه مقادیر زیادی گرما، ذوب شدن جداکننده و خرابی احتمالی باتری به وجود می آید.
به گفته این تیم، در حالی که پیشگیری از آسیب دیدن جداکننده، از اهمیت ویژه ای برخوردار است و یک تحقیق به صورت جدی در حال پیگیری است، جداکننده ای که می تواند امکان کنترل کوتاه و ایمن از باتری را فراهم کند، جایگزینی جذاب برای جدا کننده ها است که مسدود شده و به سادگی زمان طولانی را به فاجعه می اندازد.
بنابراین آنها با پوشاندن سمت آندی جداکننده (جایی که همه دندریت ها تشکیل می شوند) با یک شبکه نازک از نانولوله های کربنی، جداکننده تا حدی رسانا ایجاد کرده اند که می تواند دندریت ها را رهگیری کرده و جریان اضافی را دور از کاتد تخلیه کند. این در نهایت باعث افزایش پایداری کلی باتری و نتیجه ای ایمن تر یک اتصال کوتاه بسیار ملایم تر می شود.
گونزالز گفت: این مفهوم مبتنی بر سرریزهایی است که در سدها استفاده می شود، وقتی سد شروع به خرابی می کند، یک سرریز ریخته می شود تا بخشی از آب را به صورت کنترل شده بیرون بریزد تا وقتی سد شکسته شود و به بیرون ریختته شود، آب زیادی برای ایجاد سیل باقی نمی ماند. این ایده با جداکننده ما است. ما بار را بسیار کندتر تخلیه می کنیم و از “جاری شدن سیل” الکترون ها به کاتد جلوگیری می کنیم.
هنگامی که یک دندریت توسط لایه رسانای جداکننده متوقف شد، باتری می تواند شروع به تخلیه خود کند به طوری که وقتی باتری کوتاه شود، انرژی کافی برای زمان خطرناک باقی نمی ماند.
وی خاطر نشان کرد: در یک سناریوی استفاده واقعی، دیگر هیچ هشداری در مورد خرابی باتری نخواهید داشت. ممکن است یک ثانیه خوب باشد، سپس آتش بگیرد. این غیرقابل پیش بینی است،
وی ادامه داد: اما با جداکننده ما هر بار که آن را شارژ می کنید ، به شما هشدار می دهد که باتری کمی بدتر می شود.
این تیم نشان داد که جداساز جدید آنها قادر به خود تخلیه بیش از 25 چرخه شارژ است، که با افت ناگهانی ولتاژ و خرابی کامل با استفاده از جداکننده تک لایه در تضاد بود.
این تیم انتظار دارد که این طراحی در باتری های لیتیوم یونی که مدارهای کوتاه داخلی به دلیل فشرده سازی مکانیکی یا رشد رشته های رسانا ناشی از نقص یا شارژ بیش از حد تولید می شوند، نیز مؤثر باشد. در نتیجه، این طرح می تواند اتخاذ سریع در فناوری های فعلی باتری را پیدا کرده و پیشرفت باتری های چگالی انرژی در آینده را تسهیل کند.
یافته های آنها به تازگی در Advanced Material منتشر شده است.
0 نظرات