Prevenirea exploziilor bateriilor cu litiu-ion cu diamante
Miscellanea / / February 22, 2022
În comparație cu alte tehnologii de baterii, bateriile cu litiu ion (Li-ion) au o densitate de energie relativ mare și o durată de viață lungă. Dezvoltarea lor de-a lungul anilor le-a permis să fie tehnologia preferată a bateriilor într-o serie de domenii.
![Prevenirea exploziilor Diamante](/f/c0b6f2d11d2d3dd77ae1468f30b2d802.jpg)
Acestea includ alimentarea electronicelor portabile și Vehicule electrice. Deși posedă caracteristici dezirabile și depășesc alte tehnologii disponibile comercial, ele nu sunt totuși lipsite de probleme.
baterii Li-ion poate exploda periculos în condițiile potrivite. Acesta este motiv de mare îngrijorare. Pericolul lor potențial este de așa natură încât companiile aeriene permit această tehnologie a bateriei doar în bagajele de mână.
Când apare subiectul explodării bateriilor Li-ion, infamul Samsung Galaxy Note 7 imi vine imediat in minte. Mai multe baterii ale acestui dispozitiv Samsung rechemat în cele din urmă au explodat pur și simplu.
Controversa asociată cu hoverboard-uri care explodează apare de asemenea. Numitorul comun dintre aceste 2 scenarii este că exploziile au fost ca urmare a bateriilor Li-ion defecte.
![Hoverboard Action](/f/116a23b867f11572f552980b0e914c90.jpg)
În timp ce aceste 2 cazuri au primit multă atenție, alte dispozitive care conțin baterii Li-ion au explodat înainte. Deși este rar cu bateriile controlate în mod corespunzător de calitate, o baterie Li-ion care explodează este un risc serios care nu trebuie luat cu ușurință.
Un grup de cercetători din Universitatea Drexel a recunoscut că există încă riscuri asociate cu această tehnologie a bateriei și au venit cu un întorsătură interesantă la această poveste. Ei folosesc diamante pentru a face bateriile mai stabile! Chiar vreau să vă spun totul despre această soluție nouă, dar mai întâi, să trecem prin câteva informații de fundal.
Componentele principale ale unei baterii sunt următoarele:
- Borne pozitive și negative: Acestea sunt punctele de contact pentru echipamentele electrice. Acestea permit trecerea energiei electrice de la baterie la echipament.
- Anod și catod: La acești electrozi au loc reacții chimice care sunt responsabili pentru generarea unui curent.
- Electrolit: Acesta este un mediu care permite fluxul de sarcină între catod și anod.
Cum se defectează bateriile cu ioni de litiu și, ulterior, explodează
Exploziile în bateriile Li-ion apar în principal din cauza scurtcircuitării bornelor pozitive și negative. Formarea unor structuri numite dendrite în interiorul bateriilor poate provoca aceste scurtcircuite.
A scurt circuit este o conexiune electrică care provoacă un flux excesiv de curent și generează căldură.
Dendritele sunt acumulări care se pot forma în interiorul unei baterii Li-ion.
![Formarea dendritei de ioni de litiu](/f/8ee47cdc0c64da36552fb3706dea4585.jpg)
În esență, aceste dendrite scurtcircuita bornele pozitive și negative ale bateriei, generând cantități mari de căldură și aprinzând electrolitul din interiorul bateriei.
Majoritatea electroliților sunt inflamabili. Când este aprins, un electrolit va provoca de obicei o explozie.
Măsuri de siguranță
Din fericire, există mecanisme de siguranță în bateriile Li-ion de înaltă calitate.
Măsuri curente
Pentru a preveni formarea dendritelor, bateriile Li-ion aflate în prezent pe piață folosesc un electrod de grafit care este umplut cu Litiu. În timp ce această configurație suprimă formarea dendritelor, reduce și densitatea de energie a bateriei.
Dacă acest electrod este fabricat din litiu pur, bateriile ar avea de aproximativ 10 ori capacitatea lor curentă. Cu toate acestea, ar fi, de asemenea, mai probabil să explodeze din cauza unui potențial crescut de formare de dendrite.
Această metodă este destul de eficientă. Cu toate acestea, bateriile de calitate inferioară tind să nu se descurce corect, ceea ce poate duce la explozii. Deși acesta este cazul, metoda descrisă în continuare ar putea fi un mecanism de siguranță și mai bun.
Cercetătorii Drexel Soluție nouă
Echipa Drexel a venit cu o soluție nouă pentru a menține densitatea energetică a litiului pur, sporind în același timp siguranța. Ei au proiectat o baterie care folosește un electrod cu litiu pur. Pentru a contracara formarea dendritelor, acestea infuzează soluția de electrolit cu nanodiamante.
![Diamant mare mic](/f/ad388865759e57c8e1654348910d121f.jpg)
Nanodiamantele sunt diamante extrem de mici.
Nanodiamantele reduc drastic riscul ca reacția chimică să apară la electrozi, rezultând formarea dendritei. Litiu este acoperit pe unul dintre electrozi în timpul descărcării bateriei. Nanodiamantele facilitează o acoperire uniformă, prevenind dendritele.
Gânduri finale
Echipa admite că, deși această metodă este destul de eficientă pe baza testelor lor, este greu de spus că metoda lor ar elimina complet formarea dendritelor. Acestea fiind spuse, această metodă este destul de promițătoare, deoarece sporește siguranța și permite o baterie de capacitate mai mare.
Ultima actualizare pe 03 februarie 2022
Articolul de mai sus poate conține link-uri afiliate care ajută la sprijinirea Guiding Tech. Cu toate acestea, nu afectează integritatea noastră editorială. Conținutul rămâne imparțial și autentic.