Çin Alimlərindən Yanğına Davamlı Litium-ion Batareya İxtirası – Termal Qaçışa Son

Çində hazırlanmış yeni litium-ion batareya dizaynı batareya təhlükəsizliyi sahəsində mühüm bir irəliləyiş hesab edilə bilər. Adi batareyalar gərginlik və ya zədə zamanı alovlanma ehtimalı daşıyarkən, bu yeni dizayn mismarla deşildikdə belə tamamilə soyuq qalır və təhlükəsizliyini qoruyur. Honkonq Çin Universitetinin (CUHK) tədqiqatçıları temperaturun kəskin artmasına və nəticədə partlayışlara, ya da yanğınlara səbəb olan təhlükəli zəncirvari reaksiya olan termal qaçışa qarşı müqavimət göstərən xüsusi bir batareya yaratmağa nail oldular.

Ənənəvi batareyalarda daxili nasazlıqlar adətən temperaturu 500 °C-dən çox yüksəldir ki, bu da fəlakətli nəticələr doğurur. Lakin yeni dizayn mismarla deşmə testləri zamanı cəmi 3.5 °C artım göstərdi. Termal qaçışı başlamazdan əvvəl dayandırmaq, elektrikli nəqliyyat vasitələrindən tutmuş noutbuklara qədər hər yerdə istifadə edilən litium-ion texnologiyasının uzun müddət həll olunmayan əsas problemi idi. Tədqiqatçılar bu təhlükəsizlik probleminin əsas səbəbinin batareyanın elektrolitindəki ion assosiasiyasında (birləşməsində) gizləndiyini aşkar etdilər.

Komanda müəyyən etdi ki, ənənəvi batareyalarda litium ionları və mənfi ionların sabit şəkildə birləşməsi batareyanın uzunömürlülüyü üçün vacib olan SEI təbəqəsinin yaranmasına kömək edir. Lakin bu birləşmələr termal qaçışın başlanması üçün lazım olan temperatur həddini təxminən 94 °C aşağı salaraq təhlükəsizliyə ciddi zərbə vurur. Bu maneəni aradan qaldırmaq üçün alimlər "həlledici-ötürücü strategiyası" adlandırdıqları yeni bir üsul tətbiq etdilər. Onlar istilik dəyişikliklərinə uyğunlaşan yeni bir elektrolit formalaşdırdılar. Normal temperaturda bu elektrolit SEI təbəqəsinin yaranmasına kömək edir, amma batareya qızmağa başladığı anda "litium bis(fluorosulfonil)imid" adlı bir birləşmə aktivləşir.

Bu birləşmə litiumla əlaqə quraraq ion dissosiasiyasını təşviq edir, nəticədə həddindən artıq istiliyin çıxmasına səbəb olan zərərli reaksiyaları dayandırır. Yeni batareyanın performansı olduqca təsir edicidir: deşildikdən sonra temperatur artımı ənənəvi hüceyrələrdəki 555.2 °C ilə müqayisədə cəmi 3.5 °C təşkil etdi, partlayış riski sınaqlarda tamamilə aradan qaldırıldı və 1,000 şarj dövründən sonra batareya ilkin tutumunun 81.9%-ni saxladı. Yüksək təhlükəsizlik və uzunmüddətli davamlılığı birləşdirən bu yeni dizayn, elektrik nəqliyyatı və istehlakçı elektronikasında batareya texnologiyalarına yanaşmanı dəyişməyə qadirdir. Daha çox kommersiya sınağı tələb olunsa da, ilkin nəticələr performansı qurban vermədən yanğına dözümlü litium-ion hüceyrələr yaratmaq üçün əməli bir yol olduğunu nümayiş etdirir.