Američtí odborníci z laboratoří Northwest Richland Laboratories vyvinuli techniku, která pomáhá snížit riziko vznícení lithiových baterií. Vědcům se podařilo pochopit procesy probíhající uvnitř baterie a upravit je.
Většina moderních baterií se skládá ze tří částí – elektrolytu, katody a anody. Katoda je zdrojem energie s kladným vektorem, anoda je také zdrojem, ale se záporným vektorem, elektrolyt zajišťuje pohyb náboje mezi zdroji. Kapacita baterie přímo souvisí se složkami katody a životnost je dána stupněm destrukce elektrolytu během nabíjení.
Exploze moderních baterií souvisí se zkraty způsobenými přehřátím. Tím se baterie začne ještě více zahřívat, což způsobí odpařování elektrolytu. Při těchto procesech dochází k nárůstu teploty až na 1 000 stupňů Celsia. V důsledku toho nahromaděné plynové bubliny protrhly plášť zařízení a vytryskl z něj veškerý obsah.
Odborníci analyzovali strukturu a mechanismus procesů a dospěli k závěru, že výbuchy vyvolávají tenká lithiová vlákna, která jsou schopna překonat bariéru mezi katodou a anodou a spojit je dohromady. K odhalení principů vzniku tenkých vláken vědci vytvořili speciální nanobaterii, kde v roli anody sloužil hrot mikroskopu a v roli katody malá částice lithia. Anodou procházel proud a zvyšoval ji, aby se vytvořila lithiová vlákna. Vědci pozorovali proces růstu vláken a analyzovali způsob jejich růstu.
Experimenty odhalily několik zvláštností. Nejprve vlákna rostou rychlostí asi 250 nanometrů za sekundu, směr jejich růstu je opačně nabitá elektroda. Způsob, jakým se vlákna pohybují, závisí na struktuře sloučenin lithia, stejně jako na přítomnosti uhlíkových částic a pořadí uspořádání povrchu elektrod.
Studie vlastností předpověděla, jak budou vlákna klíčit a v jaké fázi se dostanou do kontaktu s anodou nebo katodou. Vědcům se podařilo zastavit růst hmoty přidáním speciální sloučeniny benzenu a kyslíku do elektrolytu. Další pozorování pomohou nalézt optimální interakční obvody a možná již brzy bude problém spalování lithiových baterií definitivně vyřešen.
Mám otázku ohledně požárů lithiových baterií. Mohli byste mi, prosím, poskytnout více informací o tom, jakým způsobem je tento problém téměř vyřešen? Je předpokládané, že nové technologie baterií budou mít menší riziko požáru nebo jsou zde jiná opatření, která se přijímají? Děkuji za odpověď.
Ano, v posledních letech byly provedeny významné pokroky v oblasti bezpečnosti lithiových baterií. Nové technologie baterií jsou vyvíjeny s důrazem na minimalizaci rizika požáru. Jedním z hlavních opatření je monitorování teploty baterií a správné chlazení, což pomáhá zabránit přehřátí a následnému požáru. Navíc se pracuje na vylepšení chemického složení baterií, které by mělo snížit šanci vzniku požáru. Důležitým krokem je také větší důraz na bezpečnostní testy a standardy, které dodržují výrobci baterií. Tyto opatření a inovace pomáhají posunout bezpečnost lithiových baterií vpřed a snížit riziko incidentů spojených s požáry.