Przełom w bateriach do elektryków. Nowy materiał niemal całkowicie zapobiega pożarom

Pożary baterii litowych stanowią problem, który – choć stosunkowo rzadki – wzbudza obawy zarówno wśród użytkowników elektroniki, jak i przemysłu motoryzacyjnego.  Firma LG Chem podjęła wyzwanie opracowania innowacyjnego rozwiązania, które może znacząco ograniczyć ryzyko zapłonu akumulatorów.

Nowy materiał SRL -Safety Reinforced Layer, który reaguje na temperaturę, może znaleźć zastosowanie w popularnych ogniwach litowych LCO oraz NCM, znanych ze swojej podatności na zapłon w przypadku uszkodzeń mechanicznych. Ryzyko zapłonu akumulatorów litowych staje się szczególnie wysokie w sytuacjach związanych z uszkodzeniami, takimi jak przebicie lub zgniecenie. Typy baterii LCO, stosowane często w urządzeniach elektronicznych, oraz NCM, popularne w samochodach elektrycznych, są bardziej podatne na zapłon niż np. akumulatory LFP czy LTO.

Pożary baterii litowych – problem, który LG Chem chce rozwiązać

Nowe rozwiązanie LG Chem opiera się na cienkiej warstwie o grubości zaledwie 1/100 ludzkiego włosa, która zwiększa swoją rezystancję wraz ze wzrostem temperatury ogniwa. Kiedy temperatura akumulatora przekracza 90-130°C, rezystancja wzrasta aż o 5000 omów na każdy dodatkowy stopień Celsjusza, co oznacza ogromny wzrost odporności w porównaniu z normalnymi temperaturami. Co istotne, proces ten jest odwracalny – gdy temperatura wraca do normy, rezystancja również się obniża, co nie wpływa na wydajność ogniwa. Warstwa SRL jest umieszczona między katodą a kolektorem prądu, folią aluminiową, która przewodzi prąd w ogniwie.  Maksymalna oporność materiału jest ponad 1000 razy wyższa niż w normalnych temperaturach.

Przełomowe wyniki testów i nowe możliwości

LG Chem przeprowadziło serię testów, które pokazały, że nowy materiał ma szansę znacząco podnieść poziom bezpieczeństwa baterii. Podczas testów odkształcenia udarowego i przebicia gwoździem, w przypadkach z nowym materiałem zapłon nie wystąpił, lub – w przypadku jego pojawienia się – został stłumiony w kilka sekund. W testach na bateriach typu LCO, aż 84% ogniw bez ochrony zapalało się po przebiciu gwoździem, natomiast żadne z ogniw wyposażonych w materiał ochronny nie uległo zapłonowi.

Równie obiecujące wyniki uzyskano w przypadku ogniw NCM, które – choć obecnie często zastępowane w samochodach elektrycznych przez ogniwa LFP – nadal są powszechnie stosowane w pojazdach. Podczas testu z upuszczeniem 10-kilogramowego ciężarka, akumulatory bez ochrony w każdym przypadku uległy zapłonowi. Po zastosowaniu nowego materiału aż 70% ogniw nie zapaliło się, a w pozostałych 30% płomienie samoczynnie zgasły po kilku sekundach.

Co nowa technologia oznacza dla przyszłości baterii?

Materiał reagujący na temperaturę od LG Chem może okazać się przełomem w zakresie bezpieczeństwa, zwłaszcza w kontekście rosnącego rynku pojazdów elektrycznych i intensywnego użytkowania przenośnych urządzeń elektronicznych. Firma zakończyła już testy dla sektora mobilnego, a kolejne kroki przewidują implementację w bateriach samochodowych – co ma nastąpić w ciągu najbliższego roku.

LG Chem dowodzi, że można skutecznie połączyć zwiększone bezpieczeństwo baterii z wysoką wydajnością, nie wpływając negatywnie na ich pojemność energetyczną.