Cercetătorii au dezvoltat un prototip funcțional de baterie litiu-metal, echipată cu un material ignifug încorporat, care se activează dacă bateria se supraîncălzește. În acest fel pot fi evitate incendiile și explozia bateriilor.
În prezent, bateriile litiu-metal au utilizări limitate, deși potențialul lor este uriaș, deoarece pot stoca de zece ori mai multă energie decât bateriile litiu-ion. Ele furnizează o densitate energetică ridicată, ceea ce înseamnă că pot depozita cantități mari de energie raportat la masa lor. Acest fapt le face ideale pentru vehiculele electrice, electronicele portabile și alte dispozitive mari consumatoare de energie.
Riscul de foc și explozie
Cu toate aceste, există o problemă. Acest tip de baterie utilizează anozi confecționați din litiu metalic și catozi confecționați din oxizi de nichel de voltaj ridicat, o configurație care poate produce gaze inflamabile. Dacă aceste gaze se acumulează în interiorul bateriei, ele pot cauza incendii sau explozii.
Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii de la Institutul de Chimie al Academiei Chineze de Științe au încorporat un polimer ignifug în catodul prototipului lor de baterie litiu-metal. Apoi au expus prototipul bateriei și o baterie litiu-metal standard la temperaturi care creșteau treptat, începând de la 50 °C. Când temperaturile depășeau 100 °C, ambele baterii începeau să se supraîncălzească.
Totuși, în prototip, polimerul special a început să se descompună și să elibereze substanțe chimice (radicali inhibitori de flacără) care au acționat ca niște mini-stingătoare. Mai exact, au suprimat reacțiile reductive de la anod, responsabile de generarea gazelor inflamabile.
Atunci când temperaturile au crescut peste 120 °C, bateria standard s-a supraîncălzit la 1.000 °C în 13 minute și a izbucnit în flăcări. Între timp, în aceleași condiții experimentale, prototipul cu polimer ignifug a atins o temperatură maximă de 220 °C, fără să ia foc sau să explodeze.
Baterii mai sigure
Dacă această tehnologie de stingere a incendiilor se dovedește a fi un succes la scară largă, ea ar putea schimba regulile jocului în privința bateriilor, oferind baterii mai sigure în orice domeniu, de la electronice portabile și dispozitive medicale până la stocarea în rețea și vehicule electrice.
Prin reducerea riscului de incendiu, această descoperire ar putea încuraja, de asemenea, mai mulți oameni să își schimbe mașinile pe combustibili lichizi cu unele electrice, deoarece preocupările legate de siguranță reprezintă unul dintre motivele pentru care unii oameni rămân reticenți.
În plus, cu câteva modificări, materialul ignifug poate fi încorporat în baterii folosind metodele existente de producție a bateriilor, ceea ce ar putea ajuta la accelerarea implementării și acceptării acestora.
Sursa: Tech Xplore