Vedci z Čínskej akadémie vied prišli s inováciou, ktorá by mohla zásadne zmeniť vnímanie bezpečnosti lítiových batérií. Nový typ batérie so zabudovaným hasiaci systémom totiž eliminuje jedno z najväčších rizík, ktorým je samovznietenie a výbuch pri prehrievaní.

Lítiovo-kovové batérie majú obrovský potenciál. Dokážu totiž uskladniť až desaťnásobne viac energie než tradičné lítium-iónové články. Práve preto sú považované za ideálnych kandidátov pre elektromobily, zdravotnícke prístroje či výkonnú prenosnú elektroniku.

Problém však spočíva v ich zložení. Anóda z lítiového kovu a vysokonapäťová katóda s obsahom niklu môžu pri prevádzke produkovať horľavé plyny. Ak sa tieto plyny nahromadia a batéria sa mierne prehreje, vzniká vysoké riziko požiaru alebo výbuchu. Na tému upozornil Interesting Engineering.

Vedci ukázali „nesmrteľnú“ batériu

Tím vedcov vyvinul batériu, ktorá obsahuje špeciálny polymér zabudovaný priamo do katódy. Materiál ostáva stabilný počas bežnej prevádzky. Ak však teplota stúpne nad 100 °C, polymér sa začne rozkladať a uvoľňuje radikály, ktoré potláčajú nebezpečné chemické reakcie. Práve tie bývajú zdrojom horľavých plynov.

Unsplash/Pixabay (úprava redakcie)

Výsledky testov boli výrazné. Vedci porovnali nový typ batérie s bežnou lítiovo-kovovou batériou. Obe zahrievali od 50 °C. Pri 100 °C sa začali prehrievať, no len prototyp aktivoval svoj vnútorný ochranný mechanizmus. Keď teplota presiahla 120 °C, klasická batéria dosiahla až 1000 °C a po 13 minútach vzbĺkla. Nový model sa zastavil pri 220 °C a nevznietil sa.

„Táto inteligentná stratégia riadenia plynov zvyšuje tepelnú bezpečnosť aj elektrochemickú stabilitu a predstavuje prelomový krok k bezpečným lítiovým kovovým batériám pre pokročilé energetické aplikácie,“ uviedli vedci v štúdii publikovanej v Proceedings of the National Academy of Sciences.

Môže zmeniť budúcnosť elektromobilov

Okrem zvýšenej bezpečnosti prináša riešenie aj praktické výhody pre výrobcov. Polymér možno totiž pridať do existujúcich výrobných procesov s minimálnymi úpravami. Nie je preto potrebné zásadne meniť celú výrobnú infraštruktúru.

Tým sa výrazne urýchľuje cesta k reálnemu nasadeniu technológie. Bezpečnejšia batéria môže eliminovať obavy zákazníkov, ktorí uvažujú o prechode na elektromobily.

Aj keď sú lítiovo-kovové batérie dnes využívané len obmedzene, podobné inovácie by mohli urýchliť ich rozšírenie. Doteraz ich brzdilo najmä riziko požiaru. Teraz sa však otvára nová cesta k bezpečnému a výkonnému riešeniu.

Spojenie vysokej energetickej hustoty a vstavaného hasiaceho systému predstavuje budúcnosť, kde sa výkon a bezpečnosť nemusia navzájom vylučovať. Nový prototyp je ukážkou toho, že batérie môžu byť výkonné a zároveň pokojne fungovať bez hrozby požiaru.

Čítajte viac z kategórie: Elektromobilita