Bezpieczne i dłużej działające baterie

Według naukowców z University of Illinois w USA pokrycie polimerowymi kapsułkami jednej z elektrod ogniw elektrycznych tworzących baterię, zabezpiecza układ przed przegrzaniem oraz eksplozją. Dodatkowo, po odpowiedniej modyfikacji technika ta może również wydłużyć czas użytkowania baterii, donosi "Chemistry World". 

Baterie elektryczne - w tym między innymi litowo-jonowe - zawładnęły światem. Według ekspertów, w najbliższej przyszłości urządzenia te będą jeszcze powszechniej używane, również w autach napędzanych energią elektryczną magazynowaną w ogromnych i bardzo wydajnych akumulatorach (dużych bateriach).

Niestety co jakiś czas, pojawiają się doniesienia o przegrzewających się bateriach, które z powodu zbyt wysokiej temperatury eksplodują. Użytkownicy również od czasu do czasu narzekają na krótką żywotność baterii litowo-jonowych.

Wszystko wskazuje na to, że problemy z tego typu bateriami przejdą niebawem do historii.

Naukowcy z University of Illinois opracowali nową technologię, która ma za zadanie nie tylko zabezpieczyć użytkownika przed eksplozją zepsutej baterii, ale również w pewnym stopniu nowo opracowany układ ma wydłużyć okres prawidłowego funkcjonowania litowo-jonowych ogniw elektrycznych.

Nowa bezpieczna bateria ma posiadać dodatkową warstwę zabezpieczającą wokół jednej z elektrod (anody), którą tworzyć będą miniaturowe polimerowe kapsułki, zsyntetyzowane z polietylenu. Gdy temperatura baterii wzrośnie powyżej 105^oC, polietylenowe kapsułki stopią się, pokrywając szczelnie niebezpiecznie rozgrzaną elektrodę. Dzięki temu, bateria zostanie trwale wyłączona, eliminując dalsze przegrzanie i możliwość ewentualnej eksplozji.

Podobny materiał, lecz nieco zmodyfikowany, może według naukowców posłużyć do utrzymywania maksymalnie długo najwyższej jakości ogniwa. Otóż, polimerowe kapsułki można wypełnić substancją wchodzącą w skład baterii - płynny stop galu indu. W sytuacji, w której bateria osiągałaby parametry wywołujące degradację jej komponentów, kapsułki byłyby automatycznie niszczone, a wypełniająca je zawartość regenerowałaby ubytki w strukturze ogniw tworzących baterię.

Według autorów odkrycia, obie kapsułkowe polimerowe warstwy można nie tylko tanio wyprodukować, ale również bez większych kosztów zintegrować z dziś stosowanymi liniami produkcyjnymi, na których wytwarzane są nowoczesne litowo-jonowe baterie. Z tego względu, badacze mają nadzieję, że w niedługim czasie opracowana przez nich nowa technologia zostanie wdrożona przez odpowiednich producentów przemysłowych.

PAP - Nauka w Polsce