الولايات المتحدة تقترح طريقة جديدة لحل مشكلة بطاريات الليثيوم أيون

Auctor Iflowpower - პორტატული ელექტროსადგურის მიმწოდებელი

دليل: اقترح فريق بحثي في ​​المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) طريقة جديدة لحل مشكلة بطارية الليثيوم أيون. ربما يكون مفتاح الإجابة موجودًا في مجمع التيار الحساس لدرجة الحرارة. ماذا يحدث عند وضع مسمار على بطارية ليثيوم أيون؟ يدّعي الباحثون الذين راقبوا هذه العملية أنهم طوروا نهجًا قائمًا على البوليمر يمكنه مواجهة مخاطر الحرائق المرتبطة ببطاريات الليثيوم أيون.

من مختبر الطاقة المتجددة الوطني (NREL)، ووكالة ناسا، وجامعة ناسا، والمملكة المتحدة في ديدكوت، ولندن، ومختبر الفيزياء الوطني، ومسرع التزامن الأوروبي في فرنسا، تم تثبيت مسمار في "بطارية 18650" الأسطوانية المستخدمة عادة في تطبيقات السيارات (18 × 65 مم). يحاول الباحثون إعادة إنتاج الضغط الميكانيكي الذي يجب أن تتحمله بطاريات المركبات الكهربائية عند الاصطدام. سيؤدي لمس المسمار إلى حدوث ماس كهربائي داخل البطارية، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة.

وبشكل أكثر تفصيلاً، عندما اخترق المسمار البطارية، ماذا حدث في الداخل، استخدم الباحث كاميرا الأشعة السينية عالية السرعة لالتقاط هذا الحدث بسرعة 2000 إطار في الثانية. وقال العالم دونال فينيجان من المختبر الوطني للطاقة المتجددة: "عندما تفشل البطارية حقًا، فإن سرعة تعطلها تكون سريعة جدًا، لذلك يمكن أن تتحول من سليمة تمامًا في ثوانٍ قليلة إلى قابلة للابتلاع وتدميرها تمامًا. سريع جدًا، من الصعب جدًا فهم ما حدث خلال ثانيتين.

ولكن من المهم جدًا فهم ما حدث، لأن إدارة هاتين الثانيتين تعد عاملًا مهمًا في تحسين سلامة البطارية. "إذا لم تتمكن من التحكم، فقد ثبت أن ارتفاع درجة حرارة البطارية بشكل خارج عن السيطرة يتجاوز 800 درجة مئوية. تحتوي خلية البطارية على مجمعات من الألومنيوم والنحاس، ويستخدم فريق البحث البوليمرات المغطاة بالألمنيوم للقيام بنفس الاستخدام، ولاحظوا أن مجمعاتهم الحالية تنكمش عند درجات حرارة عالية، مما يؤدي إلى إيقاف تدفق التيار على الفور.

تتسبب حرارة الدائرة القصيرة في تكوين البوليمر حاجزًا ماديًا بين المسامير والقطب السالب، وبالتالي تتوقف الدائرة القصيرة. أثناء التجربة، جميع البطاريات التي لا تحتوي على مفرغات بوليمر، إذا تم وضع المسامير عليها، سوف تنطفئ. وعلى النقيض من ذلك، لا يوجد مثل هذا السلوك المجهز بالبوليمر.

وقال فينيجان: "حالة الفشل الكارثي للبطارية نادرة جدًا، ولكن عندما يحدث هذا الوضع، فإنه قد يسبب أضرارًا كبيرة. لا تقتصر أهمية سلامة وصحة الموظفين المعنيين على الشركة فحسب، بل تشمل أيضًا الشركات. "وبالنظر إلى الشركة التي تمتلك وحدة البطارية المتكاملة، فقد أشار المختبر الوطني للطاقة المتجددة إلى قاعدة بيانات أعطال البطاريات الخاصة به، والتي تحتوي على مئات من اختبارات إساءة استخدام بطاريات الليثيوم أيون ومئات من نقاط بيانات الفيديو الإشعاعي ودرجة الحرارة.

وقال فينيجان: "لم يكن لدى الشركات المصنعة الصغيرة دائمًا الوقت والموارد لاختبار البطاريات بهذه الطريقة الصارمة في السنوات الخمس أو الست الماضية. توصل باحثون روس مؤخرا إلى استخدام البوليمرات لمنع البطارية من الغضب. قام أوليجليفين وزملاؤه بتطوير بوليمر يسمى St.

قام علماء من جامعة سانت بطرسبرغ بتطوير بوليمر، وتتغير الموصلية الكهربائية لهذا البوليمر مع تغير السعرات الحرارية أو الجهد. أطلق الفريق على هذه الطريقة اسم "الإدخال الكيميائي". وبحسب فريق التحليل المجهري، فإن هذا البوليمر الذي ابتكره علماء روس مناسب فقط لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) لأن مكونات الكاثود المختلفة تعمل عند جهد مختلف.

أما عن بطارية LFP فهي 3.2 فولت. يتراوح جهد التشغيل لكاثود النيكل والمنجنيز والكوبالت (NMC) الخاص بالمنافس بين 3.

7 فولت إلى 4.2 فولت، اعتمادًا على نوع بطارية NMC.