Az Északnyugati Richland Laboratórium amerikai szakemberei feltaláltak egy olyan technikát, amely minimálisra csökkenti a lítium akkumulátorok hirtelen meggyulladásának kockázatát. A tudósoknak sikerült megérteniük az akkumulátoron belül zajló folyamatokat, és beállítani azokat.
A legtöbb modern akkumulátor három összetevőből áll: egy elektrolitból, egy katódból és egy anódból. A katód az energiaforrás pozitív vektorral, az anód szintén forrás, de negatív vektorral, és az elektrolit biztosítja a töltés átvitelét a források között. Az akkumulátor kapacitása közvetlenül a katódkomponensekkel függ össze, az élettartamot pedig a töltési folyamat során bekövetkező elektrolitpusztulás mértéke határozza meg.
A modern akkumulátorok robbanásai a túlmelegedés okozta rövidzárlatok miatt következnek be. Az akkumulátor kezd még jobban felmelegedni, ami az elektrolit elpárolgását okozza. A folyamatban lévő folyamatok hatására a hőmérséklet 1000 fokosra emelkedik. A gázbuborékok felhalmozódása miatt a készülék teste felrobban és kiköp minden tartalmát.
A szakértők elemezték a folyamatok szerkezetét és mechanizmusát, és arra a következtetésre jutottak, hogy a robbanást a vékony lítiumszálak okozzák, amelyek képesek átlépni a katód és az anód közötti gátat, és összekapcsolják őket. A tudósok egy speciális nano-akkumulátort hoztak létre egy mikroszkóp hegyével mint anóddal és egy kis lítiumrészecskével mint katóddal, hogy feltárják a vékony szálak kialakulásának elvét. Az anódon áramot vezettek át és emelték, ezáltal lítiumszálakat képeztek. A kutatók megfigyelték a szálak növekedésének folyamatát, elemezték a növekedés módját.
A kísérletek feltártak néhány sajátosságot. Először is, a szálak másodpercenként körülbelül 250 nanométeres sebességgel nőnek, és a növekedésük iránya ellentétes a töltött elektródával. A szálak mozgásának módja a lítiumvegyületek szerkezetének, valamint a szénrészecskék jelenlétének és az elektródfelületek rendjének függvénye.
A jellemző tanulmányok megjósolták, hogy a szálak hogyan fognak kihajtani, és milyen szakaszban fognak érintkezni az anóddal vagy a katóddal. A kutatók úgy tudták megállítani a tömegek elszaporodását, hogy egy speciális benzol- és oxigénvegyületet adtak az elektrolithoz. A további megfigyelések lehetővé teszik az optimális kölcsönhatási séma megtalálását, és talán hamarosan a lítium akkumulátorok égésének problémája végleg megoldódik.
Úgy értem, hogy a lítium akkumulátorok kigyulladása többé már nem jelent problémát? Sikerült találni egy megoldást erre a komoly problémára? Miért volt eddig ez problémával küszködve és mi változott most? Milyen intézkedések történtek a biztonság és a megelőzés érdekében?
A lítium akkumulátorok kigyulladásának kérdése továbbra is fontos téma, és a kutatók folyamatosan dolgoznak az ilyen incidensek megelőzésének és kezelésének módjain. Az elmúlt években zajló fejlesztések és innovációk eredményeként azonban jelentős előrelépések történtek. Többek között a lítium akkumulátorokban használt anyagok minőségét és stabilitását javították, valamint fejlettebb biztonsági szabályozási rendszereket és akkumulátor védőköröket vezettek be a megelőzés érdekében. Emellett a töltési és használati utasítások figyelmet igényelnek, hogy minimalizálják a kockázatot. A technológia folyamatosan fejlődik, és további biztonsági intézkedéseket és újabb fejlesztéseket hoznak majd be a jövőben.