Li-ion pil yangınlarını önleyebilecek yeni bir teknoloji

0
22

Sağ elinde kısa devre olmuş bir pil ve yeni NTU Anti-short Layer teknolojisini kullanan bir Li-ion pil tutan Prof Jason Xu (sağda). Dr Yu Linghui (arka sol), bir pil ayırıcıya uygulanan anti-kısa tabakayı tutuyor. Kredi bilgileri: NTU Singapur

Singapur Nanyang Teknoloji Üniversitesi’nden (NTU Singapur) malzeme bilimcileri, lityum (Li)-iyon pillerdeki yangınların ana nedeni olan dahili kısa devreleri önlemenin bir yolunu buldular.

Cep telefonlarında, dizüstü bilgisayarlarda, kişisel mobil cihazlarda ve elektrikli araçların ve uçakların devasa pil paketlerinde kullanılmak üzere yılda milyarlarca Li-ion pil üretilmektedir.

Bu küresel pil talebi, yalnızca elektrikli araçların 2030 yılına kadar yılda 2,700 GWh değerinde Li-ion pil gerektirmesiyle büyüyecek ve bu, yaklaşık 225 milyar cep telefonu piline eşdeğerdir.

Tahmini arıza oranı milyonda birin altında olsa bile, 2020’de Singapur’da 26 güç destekli bisiklet yangını ve 42 kişisel mobilite cihazı yangını meydana geldi.

Çoğu Li-ion pil yangınında, neden, pilin pozitif (katot) ve negatif (anot) elektrotları arasındaki ayırıcıyı geçen dendritler (küçük tel benzeri dallar) olarak bilinen lityum birikintilerinin birikmesinden kaynaklanır. şarj ediliyor ve kontrolsüz bir kimyasal yangına yol açan bir kısa devreye neden oluyor.

Bu kısa devrenin oluşmasını önlemek için, Profesör Xu Zhichuan ve Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Okulu’ndan araştırma ekibi, ayırıcı üzerinde herhangi bir dendritin katoda ulaşmasını önleyen ek bir “kısa önleyici tabaka” icat etti.

Aynı zamanda Enerji Depolama ve Yenilenebilir Enerji Küme Direktörü Prof Xu, “Bir Li-iyon pilin çalışması için, Li-iyonların şarj ve deşarj döngüleri sırasında pozitif ve negatif taraflar arasında seyahat edebilmesi gerektiğini biliyoruz,” diye açıklıyor. Düşük Karbon Üretimi: Solar, Enerji Araştırma Enstitüsü’nde @ NTU (ERI@N). “Ancak, Li-iyonların transferi aynı zamanda mevcut ticari Li-iyon piller için dendrit oluşumunun kaçınılmaz olduğu anlamına geliyor.”

“Dendritlerin oluşmasını engellemek yerine, bu dendritlerin bağlanması için ayırıcının üzerine ilave bir iletken malzeme tabakası kaplayarak içsel özelliklerinden yararlanmaya karar verdik. daha da büyür, böylece diğer tarafa ulaşmalarını engeller.”

“Anti-kısa katman” nasıl çalışır?

Li-ion pil, bir kütüphanede birbirine bakan (katot ve anot) bir koridorla (ayırıcı) ayrılmış iki kitap rafına benzetilebilir. Pil şarj olurken, Li-iyonlar katottan anoda aktarılır ve deşarj olurken Li-iyonlar bunun tersi hareket eder.

NTU’nun “kısa karşıtı katmanı”, koridorun ortasındaki iki kitaplık arasına bir kütüphaneci masası koymaya benzer – böylece kullanılmış kitapların birikmesi kütüphanecinin masasına (dendritler) ulaştığında, orada dururlar. karşı tarafla etkileşime devam eder.

Prof Xu’nun ekibi, teknolojilerini laboratuvarda farklı Li-iyon pil bileşimlerine sahip 50’den fazla hücre üzerinde test etti ve pil hücreleri yaşam döngülerinin ötesinde kullanılsa bile şarj aşamasında herhangi bir kısa devre tespit edilmedi.

Anti-kısa katman, pil üretiminde yaygın olarak kullanılan bir malzemedir ve mevcut ayırıcı üretim sürecine kolayca entegre edilebilir, bu da şirketlerin benimsemesini ve büyütmesini kolaylaştırır. Ekip, bu teknolojinin benimsenmesinden sonraki maliyet artışının, bir Li-ion pilin mevcut üretim maliyetinden yaklaşık yüzde 5 daha fazla olacağını tahmin ediyor.

NTU Singapurlu bilim adamları, Li-ion pil yangınlarını önleyebilecek bir teknoloji icat etti

NTU kısa devre önleyici katman (sağ üstte cımbız tarafından tutulur) li-ion pillerde kısa devre oluşmasını engeller. Kredi bilgileri: NTU Singapur

Teknolojinin potansiyeli hakkında bağımsız bir yorumda bulunan Durapower Group’un CEO’su Kelvin Lim, “Bu teknoloji atılımı, şu anda büyük ölçüde Li-ion pillere bağımlı olan e-mobilite ve sabit enerji depolama uygulamalarını elektrikli hale getirme konusunda işimiz için önemli bir ilgi görüyor. Aynı zamanda, yeni buluş, bir Li-ion pilin güvenliğini artırmaya ve ömrünü uzatmaya yardımcı olacak, bu da EV’ler için daha uzun sürüş aralıkları ve pil enerji depolama çözümleri için daha uzun çalışma saatleri anlamına geliyor.”

Bağımsız olarak konuşan bir enerji depolama teknolojisi firması olan V-Flow Tech’in CEO’su ve Kurucu Ortağı Dr. Avishek Kumar, “Li-iyon enerji depolama çözümlerinde termal kaçak sorununun en kritik bulmacasını çözen bu buluş, kendini kanıtlayacak. Li-ion enerji depolama teknolojisinin toplu olarak benimsenmesini sağlayan en büyük etkenlerden biri olmak.”

Nanyang Technological University tarafından sağlanan hibrit membran, şarj edilebilir pillerin ömrünü iki katına çıkarır

Alıntı: Li-ion pil yangınlarını önleyebilecek yeni bir teknoloji (2021, 14 Eylül), 14 Eylül 2021’de https://techxplore.com/news/2021-09-technology-li-ion-battery.html adresinden alınmıştır.

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amaçlı herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı verilmiştir.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz