米国はリチウムイオン電池問題を解決する新たな方法を提案

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Leverancier van draagbare energiecentrales

ガイド：国立再生可能エネルギー研究所（NREL）の研究チームは、リチウムイオン電池の問題を解決する新しい方法を提案しました。 答えの鍵は、温度に敏感な電流コレクターにあるかもしれません。 リチウムイオン電池に釘が刺さると何が起こるのでしょうか? このプロセスを観察していた研究者たちは、リチウムイオン電池の関連する火災の危険に対抗できるポリマーベースのアプローチを開発したと主張しています。

国立再生可能エネルギー研究所（NREL）、NASA、NASA大学、英国ディドコット、ロンドン、国立物理学研究所、フランスの欧州同期加速器から、自動車用途で一般的に使用される円筒形の「18650バッテリー」（18x65mm）に釘を打ち付けます。 研究者たちは、衝突時に電気自動車（EV）のバッテリーが受ける機械的ストレスを再現しようと試みています。 釘がバッテリー内部の短絡部分に触れ、温度が上昇します。

さらに詳しく言うと、釘がバッテリーを貫通した際に内部で何が起こったのか、研究者は高速X線カメラを使用して、この出来事を毎秒2000フレームの速度で撮影しました。 NRELのスタッフ科学者であるドナル・フィネガン氏は次のように述べた。「バッテリーが実際に故障すると、故障速度が非常に速いため、数秒以内に完全に無傷の状態から飲み込まれて完全に破壊される可能性があります。」 非常に速く、2秒以内に何が起こったのか理解するのは非常に困難です。

しかし、何が起こったのかを理解することは非常に重要です。なぜなら、この 2 秒間の管理はバッテリーの安全性を向上させる重要な要素だからです。 「制御しない場合、熱制御不能なバッテリー温度上昇は800℃を超えることが証明されています。 バッテリーセルにはアルミニウムと銅の集電体が含まれており、研究チームはアルミニウムコーティングされたポリマーを同様の用途に使用し、その集電体が高温で収縮し、電流の流れが即座に停止することを観察しました。

短絡の熱により、ポリマーが釘と負極の間に物理的な障壁を形成し、短絡が停止します。 実験中、ポリマー放電器のないバッテリーはすべて、釘が刺さるとノックアウトします。 対照的に、ポリマーを装備すると、そのような動作はありません。

ファイネガン氏は「バッテリーが壊滅的に故障する状況は非常にまれだが、このような状況が発生すると大きな損害を引き起こす可能性がある」と述べた。 安全と健康は関係者だけでなく、企業にとっても同様です。 「統合バッテリーユニットの会社を考慮して、NRELは、数百のリチウムイオンバッテリーの乱用テスト、数百の放射線ビデオと温度データポイントを含むバッテリー障害データベースを指摘しました。

ファイネガン氏は次のように語った。「過去5～6年間、小規模メーカーは必ずしもバッテリーをこのように厳密にテストする時間とリソースを持っていなかった。」 「ロシアの研究者たちは最近、バッテリーの爆発を防ぐためにポリマーを使うことを思いついた。 オレグレビン氏とその同僚は、St. というポリマーを開発しました。

サンクトペテルブルク大学の研究者らは、熱量や電圧の変化に応じて電気伝導率が変化するポリマーを開発しました。 研究チームはこの方法を「化学物質導入」と呼んだ。 マイクロソリティックチームによれば、ロシアの科学者によるこのポリマーは、異なるカソードコンポーネントが異なる電圧で動作するため、リン酸鉄リチウム（LFP）バッテリーにのみ適しているという。

LFPバッテリーは約3.2Vです。 競合他社のニッケルマンガンコバルト（NMC）カソードの動作電圧は 3 です。

NMC バッテリーの種類に応じて 7V ～ 4.2V。