ლითიუმ-იონური ბატარეის აფეთქების პრევენცია ბრილიანტებით

ბატარეის სხვა ტექნოლოგიებთან შედარებით, ლითიუმ იონურ (Li-ion) ბატარეებს აქვთ ენერგიის შედარებით მაღალი სიმკვრივე და ხანგრძლივი სიცოცხლე. წლების განმავლობაში მათმა განვითარებამ მათ საშუალება მისცა ყოფილიყვნენ არჩევითი ბატარეის ტექნოლოგია მრავალ სფეროში.

ეს მოიცავს პორტატული ელექტრონიკის კვებას და ელექტრო მანქანები. მიუხედავად იმისა, რომ ისინი ფლობენ სასურველ მახასიათებლებს და აჯობებენ სხვა კომერციულად ხელმისაწვდომ ტექნოლოგიას, ისინი არ არიან პრობლემების გარეშე.

Li-ion ბატარეები შეიძლება სახიფათოდ აფეთქდეს სწორ პირობებში. ეს არის დიდი შეშფოთების მიზეზი. მათი პოტენციური საფრთხე ისეთია, რომ ავიაკომპანიები ამ ბატარეის ტექნოლოგიას მხოლოდ ხელბარგში უშვებენ.

როდესაც ჩნდება Li-ion ბატარეების აფეთქების თემა, სამარცხვინო Samsung Galaxy Note 7 მაშინვე მახსენდება. ამ საბოლოოდ გამოხმაურებული Samsung მოწყობილობის რამდენიმე ბატარეა უბრალოდ აფეთქდა.

დაპირისპირება დაკავშირებულია აფეთქებული ჰოვერბორდები ასევე ჩნდება. ამ 2 სცენარს შორის საერთო მნიშვნელია ის, რომ აფეთქებები გაუმართავი Li-ion ბატარეების შედეგად მოხდა.

მიუხედავად იმისა, რომ ამ 2 შემთხვევამ დიდი ყურადღება მიიპყრო, სხვა მოწყობილობები ლითიუმის იონური ბატარეები ადრე აფეთქდა. მიუხედავად იმისა, რომ ეს იშვიათია სათანადო ხარისხის კონტროლირებადი ბატარეებით, აფეთქებული Li-ion ბატარეა არის სერიოზული რისკი, რომელიც არ უნდა იქნას მიღებული მსუბუქად.

მკვლევართა ჯგუფი დრეკსელის უნივერსიტეტი აღიარა, რომ ჯერ კიდევ არსებობს რისკები, რომლებიც დაკავშირებულია ამ ბატარეის ტექნოლოგიასთან და გამოვიდნენ საინტერესო ირონია ამ ამბავს. ისინი იყენებენ ბრილიანტებს, რათა ბატარეები უფრო სტაბილური გახადონ! მე ნამდვილად მინდა გითხრათ ყველაფერი ამ ახალი გადაწყვეტის შესახებ, მაგრამ პირველ რიგში, მოდით გადავხედოთ ფონურ ინფორმაციას.

ბატარეის ძირითადი კომპონენტები შემდეგია:

• დადებითი და უარყოფითი ტერმინალები: ეს არის ელექტრო მოწყობილობების შეხების წერტილები. ისინი ელექტროენერგიას ბატარეიდან მოწყობილობაზე გადასვლის საშუალებას აძლევს.
• ანოდი და კათოდი: ქიმიური რეაქციები ხდება ამ ელექტროდებზე, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან დენის წარმოქმნაზე.
• ელექტროლიტი: ეს არის საშუალება, რომელიც იძლევა მუხტის ნაკადს კათოდსა და ანოდს შორის.

როგორ იშლება და შემდგომში აფეთქდება ლითიუმ-იონური ბატარეები

Li-ion ბატარეებში აფეთქებები ძირითადად ხდება დადებითი და უარყოფითი ტერმინალების მოკლე ჩართვის გამო. ბატარეების შიგნიდან დენდრიტების ფორმირებამ შეიძლება გამოიწვიოს ეს მოკლე ჩართვა.

ა მოკლე ჩართვა არის ელექტრული კავშირი, რომელიც იწვევს დენის ჭარბ ნაკადს და წარმოქმნის სითბოს.

დენდრიტები არის დაგროვება, რომელიც შეიძლება ჩამოყალიბდეს Li-ion ბატარეის შიგნით.

არსებითად, ეს დენდრიტები მოკლედ აერთებენ ბატარეის პოზიტიურ და უარყოფით ტერმინალებს, წარმოქმნიან დიდი რაოდენობით სითბოს და აანთებენ ელექტროლიტს ბატარეის შიგნით.

ელექტროლიტების უმეტესობა აალებადია. როდესაც აალდება, ელექტროლიტი ჩვეულებრივ იწვევს აფეთქებას.

Უსაფრთხოების ზომები

საბედნიეროდ, უსაფრთხოების მექანიზმები არსებობს მაღალი ხარისხის Li-ion ბატარეებში.

მიმდინარე ღონისძიებები

დენდრიტის წარმოქმნის თავიდან ასაცილებლად, ბაზარზე არსებული Li-ion ბატარეები იყენებენ გრაფიტის ელექტროდს, რომელიც სავსეა ლითიუმით. მიუხედავად იმისა, რომ ეს კონფიგურაცია თრგუნავს დენდრიტის წარმოქმნას, ის ასევე ამცირებს ბატარეის ენერგიის სიმკვრივეს.

თუ ეს ელექტროდი დამზადებულია სუფთა ლითიუმისგან, ბატარეებს ექნებათ დაახლოებით 10-ჯერ მეტი ამჟამინდელი სიმძლავრე. თუმცა, ისინი ასევე უფრო მეტად აფეთქდებიან დენდრიტების წარმოქმნის გაზრდილი პოტენციალის გამო.

ეს მეთოდი საკმაოდ ეფექტურია. თუმცა, დაბალი ხარისხის ბატარეები, როგორც წესი, არ იღებენ მას სწორად, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს აფეთქება. მიუხედავად იმისა, რომ ეს ასეა, შემდგომში აღწერილი მეთოდი შეიძლება იყოს კიდევ უკეთესი უსაფრთხოების მექანიზმი.

Drexel მკვლევარების რომანის გადაწყვეტა

Drexel-ის გუნდმა მოიფიქრა ახალი გადაწყვეტა სუფთა ლითიუმის ენერგეტიკული სიმკვრივის შესანარჩუნებლად უსაფრთხოების გაზრდის დროს. მათ შეიმუშავეს ბატარეა, რომელიც იყენებს სუფთა ლითიუმის ელექტროდს. დენდრიტის წარმოქმნის საწინააღმდეგოდ, ისინი ელექტროლიტის ხსნარს ნანობრილიანტებით ასხამენ.

ნანობრილიანტები ძალიან პატარა ბრილიანტია.

ნანობრილიანტები მკვეთრად ამცირებს ელექტროდებზე წარმოქმნილი ქიმიური რეაქციის რისკს, რაც იწვევს დენდრიტის წარმოქმნას. ბატარეის გამორთვისას ლითიუმი დაფარულია ერთ-ერთ ელექტროდზე. ნანობრილიანტები ხელს უწყობენ ერთგვაროვან დაფარვას, ხელს უშლიან დენდრიტებს.

საბოლოო აზრები

ჯგუფი აღიარებს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ეს მეთოდი საკმაოდ ეფექტურია მათ ტესტებზე დაყრდნობით, ძნელი სათქმელია, რომ მათი მეთოდი მთლიანად აღმოფხვრის დენდრიტების წარმოქმნას. როგორც ითქვა, ეს მეთოდი საკმაოდ პერსპექტიულია, რადგან ის აძლიერებს უსაფრთხოებას და საშუალებას იძლევა უფრო მაღალი სიმძლავრის ბატარეა.

ბოლოს განახლდა 2022 წლის 03 თებერვალს

ზემოთ მოყვანილი სტატია შეიძლება შეიცავდეს შვილობილი ბმულებს, რომლებიც დაგეხმარებათ Guiding Tech-ის მხარდაჭერაში. თუმცა, ეს არ იმოქმედებს ჩვენს სარედაქციო მთლიანობაზე. შინაარსი რჩება მიუკერძოებელი და ავთენტური.