- El firewall de la batería interna deja de sobrecalentarse antes de que comience un incendio en caso de falla
- Las células de iones de sodio de amperios hora exhiben una supresión completa de las reacciones térmicas desbocadas
- El sistema de seguridad de tres partes mejora la estabilidad sin reducir el rendimiento de potencia
El mayor riesgo de las baterías modernas es el sobrecalentamiento, que puede provocar incendios, pero los científicos de la Academia China de Ciencias (CAS) afirman haber desarrollado un material para baterías de iones de sodio que forma una barrera interna sólida cuando aumentan las temperaturas, deteniendo los incendios antes de que comiencen.
La peligrosa reacción en cadena que aborda se conoce como fuga térmica y ocurre cuando el calor se acumula dentro de una batería más rápido de lo que escapa. Una vez que comienza, la temperatura aumenta rápidamente y puede provocar liberación de gas, incendio o explosión.
Ese modo de falla es una de las mayores preocupaciones de seguridad para los vehículos eléctricos y los sistemas de almacenamiento a escala de red. Prevenir la reacción por completo, en lugar de intentar contenerla más tarde, es un objetivo importante para los desarrolladores de baterías.
El artículo continúa a continuación.
Una estructura de tres partes
Los vehículos eléctricos a menudo se comparan con los vehículos con motor de combustión interna (ICE), que transportan gasolina que puede encenderse si se daña. Una batería que deje de sobrecalentarse antes de que se propague puede reducir el riesgo de incendio.
Equipos de investigación chinos han desarrollado lo que se llama un electrolito polimerizable no inflamable, o PNE. Este líquido cambia a un sólido denso cuando la temperatura excede aproximadamente 302°F (150°C).
Esta conversión crea una capa interna que bloquea el movimiento de calor entre los componentes de la batería. En otras palabras, la batería crea su propio firewall en el momento en que comienza a sobrecalentarse.
Los investigadores describieron la química detrás de este sistema en su estudio. la naturaleza. “Aquí proponemos un electrolito polimerizable y no inflamable, que aprovecha el efecto sinérgico de solvatación anión-catión y sufre una polimerización activada térmicamente”, afirman.
El diseño de protección funciona como una estructura de tres partes que respalda la estabilidad térmica, la estabilidad de la interfaz y la separación física dentro de la batería. Cada capa juega un papel en evitar que las reacciones se propaguen una vez que se aumenta la temperatura.
Las pruebas se realizaron utilizando una batería cilíndrica de iones de sodio de 3,5 Ah, una capacidad que se consideró significativa más allá de pequeñas muestras de laboratorio.
Los investigadores informan que esto marca la primera demostración de supresión completa de la fuga térmica en celdas de iones de sodio a escala de amperios-hora.
Durante la prueba de penetración de clavos, el método se suele utilizar para simular un cortocircuito interno, sin humo, fuego o explosión en la batería. La celda también era estable a 572°F (300°C).
Los investigadores informaron que las mejoras en seguridad tampoco redujeron los niveles de rendimiento. La batería alcanzó una densidad de energía de 211 Wh/kg, lo que la sitúa dentro del rango esperado para sistemas avanzados de iones de sodio.
Se ha registrado un funcionamiento confiable en temperaturas de -40 °F a 140 °F, desde el invierno más profundo hasta el calor extremo del verano. Durante la prueba también se mantuvo la estabilidad del voltaje por encima de 4,3 V.
Los investigadores dicen que los materiales utilizados en el sistema ya son comunes en la producción industrial, lo que podría facilitar la ampliación si la tecnología llega a la etapa de producción comercial.
Siga TechRadar en Google News Y Agréganos como fuente preferida Recibe noticias, reseñas y opiniones de nuestros expertos en tu feed. ¡No olvides hacer clic en el botón de seguir!
Y por supuesto que puedes Siga TechRadar en TikTok Reciba nuestras actualizaciones periódicas en forma de noticias, reseñas, unboxing y videos. WhatsApp muy
