Raziskovalci s Kitajske so razvili varno litij-ionsko baterijo

Tradicionalne litij-ionske baterije, ki poganjajo vse od avtomobilov do pametnih ur, predstavljajo resno požarno nevarnost. Ob poškodbi, prenapolnjenosti ali napaki lahko pride do termičnega pobega, pri katerem se notranje komponente razgradijo in sprostijo ekstremno toploto. Temperature lahko presežejo 500 °C, kar vodi do eksplozij in požarov.

Zdaj je ekipa raziskovalcev, predvsem z Kitajske univerze v Hongkongu, razvila novo zasnovo baterije, ki to tveganje močno zmanjša. V študiji, objavljeni v reviji Nature Energy, so pokazali, da se baterija z novo zasnovo ob preboju z žebljem segreje le za 3,5 °C in ostane stabilna. V primerjavi s tem je običajna baterija dosegla 555,2 °C, kar je povzročilo eksplozijo in požar.

Ključni preboj je bil identifikacija ionskega združevanja kot vzroka za nevarnost. V klasičnih baterijah je združevanje litijevih in negativnih ionov koristno za tvorbo zaščitne plasti (SEI), ki podaljša življenjsko dobo. Vendar so raziskovalci ugotovili, da to isto združevanje zniža temperaturo začetka termičnega pobega za približno 94 °C, kar baterijo naredi manj varno.

Za rešitev te dileme so razvili strategijo, imenovano “solvent-relay”, ki vključuje nov elektrolit, ki se pri različnih temperaturah obnaša različno. Pri sobni temperaturi spodbuja tvorbo SEI, pri višjih temperaturah pa litijev bis(fluorosulfonil)imid veže litij in spodbuja razdruževanje ionov, s čimer prepreči sproščanje toplote.

Nova zasnova je pokazala izjemno varnost in vzdržljivost. Baterijske celice so po 1.000 ciklih ohranile 81,9 % kapacitete. To je izjemno za tovrstne baterije.