Το λιθίου είναι το ελαφρύτερο μέταλλο, καθιστώντας το ιδανικό για χρήση σε μπαταρίες για φορητά ηλεκτρονικά, ηλεκτρικά αυτοκίνητα και αεροπλάνα. Αλλά υπάρχει ένα μικρό πρόβλημα. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι γνωστό ότι ανάβουν φωτιά. Ευτυχώς, οι ερευνητές ανακάλυψαν έναν τρόπο να τους κάνουν ασφαλέστερους, αναφέρει η Mariella Moon για την Engadget .
σχετικό περιεχόμενο
- Το "χτένισμα" μέσω του φωτός μπορεί να μας δώσει ταχύτερη, πιο ισχυρό διαδίκτυο
Οι πυρκαγιές που προκαλούνται από μπαταρίες δεν είναι κοινές, αλλά είναι προβληματικές. Ένας δημοσιογράφος στο The Economist εξηγεί:
Το 2006, εκατομμύρια μπαταρίες ιόντων λιθίου από τη Sony αντικαταστάθηκαν μετά από αρκετές εκατοντάδες υπερθέρμανσης και λίγες φωτιές. Αυτές οι μπαταρίες χρησιμοποιήθηκαν σε φορητούς υπολογιστές που παράγονται από έναν αριθμό κατασκευαστών. Έκτοτε, οι διαδικασίες παραγωγής βελτιώθηκαν και οι πυρκαγιές παραμένουν σχετικά σπάνιες. Όπως δήλωσε ο ιδρυτής της Tesla, Elon Musk, με περίπου 30.000 αυτοκίνητα Tesla, οι πυρκαγιές έχουν επηρεάσει ένα στα 10.000 οχήματα - κάτι που ακούγεται άσχημα, αλλά το ισοδύναμο στατιστικό στοιχείο για τα βενζινοκίνητα αυτοκίνητα είναι το ένα στα 1.300.
Οι δυνατότητες εκκίνησης από πυρκαγιά προέρχονται από μικρά ελαττώματα που μπορεί να οδηγήσουν σε βραχυκύκλωμα μέσα στην μπαταρία καθώς μεγαλώνει. Όπως όλες οι μπαταρίες, οι μπαταρίες λιθίου περιέχουν μια άνοδο και μια κάθοδο που χωρίζονται από ένα φράγμα. Τα ελαττώματα ή οι βλάβες σε αυτό το φράγμα μπορούν να επιτρέψουν την ανάπτυξη των δενδροκηπίων ή των δενδριτών του λιθίου μέσα από το φράγμα και να συνδέσουν την άνοδο με την κάθοδο, η οποία προκαλεί ανταλλαγή ιόντων εκτός ελέγχου και θερμότητα. Τελικά, η μπαταρία συλλαμβάνει φωτιά.
Για να αποφευχθεί αυτό, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Stanford βρήκαν πώς να σταματήσουν την ανάπτυξη αυτών των δενδριτών λιθίου, οι εκθέσεις Moon. Το νιτρικό λίθιο, το οποίο είναι γνωστό ότι βελτιώνει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, και το πολυθειούχο λίθιο, το οποίο μπορεί να σπάσει το λίθιο, κράτησε το κλειδί. Η ομάδα εξέτασε διαφορετικά μείγματα μέχρι να βρει τις σωστές αναλογίες για να προσθέσει στην μπαταρία. Με το επιτυχημένο μείγμα, οι αναπτύξεις που σχηματίστηκαν διαμορφώθηκαν σαν τηγανίτες, όχι δενδρίτες, και δεν έσπρωξαν το φράγμα της μπαταρίας. Η ομάδα δημοσίευσε τα ευρήματά τους στην Nature Communications .
Moon γράφει:
Επιπλέον, η προσθήκη και των δύο χημικών ουσιών καθιστά τις μπαταρίες πιο ανθεκτικές, καθώς συνέχισαν να λειτουργούν με απόδοση 99% ακόμη και μετά από 300 κύκλους φόρτισης-απόρριψης. Όσοι έλαβαν μόνο νιτρικό λίθιο, άρχισαν να γίνονται λιγότερο αποτελεσματικοί μετά από 150 κύκλους.
Οι δοκιμές ήταν σε μικρές μπαταρίες - το είδος που χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία υπολογιστών και τηλεχειριστηρίων, γράφει ο Andrew Gordon σε ένα δελτίο τύπου από το Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντών του Στάνφορντ, SLAC. Το επόμενο βήμα θα είναι να δούμε αν η ίδια νέα χημεία βοηθά σε μπαταρίες μεγαλύτερης κλίμακας.
Λαμβάνοντας υπόψη τα προβλήματα με το λίθιο, μερικές ερευνητικές ομάδες εργάζονται για να βρουν άλλες μεταλλικές επιλογές και να πάρουν ακόμα περισσότερη ενέργεια από κάθε μπαταρία. Αλλά αυτή η βελτίωση θα μπορούσε να κρατήσει το λίθιο στην κορυφή της λίστας για λίγο περισσότερο.
