في دراسة نشرت اليوم في مجلة Nature Communications، قام مجموعة من الباحثين الأوروبيين بدفع بطاريتين مختلفتين من الليثيوم أيون إلى نقطة الانهيار حتى يتمكنوا من ملاحظة ما يحدث عندما ترتفع درجة حرارتهم بشكل مميت. لماذا؟ من أجل العلم بالطبع!
NCOMMS7924 - فيديو 1
كما اتضح، فإن ارتفاع درجة حرارة البطارية يمثل في الواقع مشكلة كبيرة جدًا. يمكن العثور على بطاريات الليثيوم أيون في كل شيء، بدءًا من الهواتف المحمولة وحتى السيارات الكهربائية، وفي حالات نادرة يمكن أن تتعطل بسبب "الانفلات الحراري"، العملية التي تؤدي فيها درجات الحرارة المتزايدة إلى إطلاق سلسلة من التفاعلات التي تجعل البطارية أكثر سخونة وأكثر سخونة - مما يؤدي بالفعل في بعض الأحيان إلى حدوث ذلك ينفجر. يُعتقد أن هذا النوع من الفشل قد ساهم في نشوب حريق أدى إلى تحطم طائرة مميتة في عام 2010 - ومن باب القلق من هذا الخطر بعض شركات الطيران قريبا وقف الشحنات السائبة من بطاريات الليثيوم أيون.
مقاطع الفيديو الموصى بها
لا يُعرف الكثير عن الآليات التي تؤدي إلى الانفلات الحراري، لذا للحصول على بعض المعرفة حول العملية، فعل الباحثون ما قد يفعله أي عالم عاقل، حيث قاموا بتفجير بعض البطاريات. ولإحداث الفشل، وجهوا مسدسًا حراريًا مركزًا بدرجة حرارة تزيد عن 200 درجة مئوية (392 فهرنهايت) على زوج من البطاريات الدوارة، واستخدموا "سنكروترون عالي السرعة". التصوير المقطعي والتصوير الشعاعي بالأشعة السينية، جنبًا إلى جنب مع التصوير الحراري، لتتبع تطور الأضرار الهيكلية الداخلية والسلوك الحراري "خلال تجربة.
NCOMMS7924 - فيديو 2
بمعنى آخر، قاموا بتفجير بطاريتين مختلفتين بمسدس شعاعي حتى ماتوا، وقاموا بتصوير كل شيء باستخدام ماسح مقطعي وكاميرا تعمل بالأشعة تحت الحمراء. وكانت النتائج كاشفة إلى حد كبير: في البطارية الأولى، التي كانت تحتوي على دعم داخلي مدمج، تم تشغيل أصبحت المادة الموجودة داخل الخلية ساخنة جدًا لدرجة أنها في النهاية تناثرت منها سائل منصهر وغاز شديد السخونة توقف. وفي البطارية الثانية (التي لم يكن لها دعم داخلي)، انتهى الأمر بالخلية إلى نفخ غطاءها حرفيًا.
بفضل اللقطات، تمكن الباحثون من الحصول على رؤى رئيسية حول "أنماط التحلل الرئيسية بما في ذلك التصفيح الناجم عن الغاز، وانهيار طبقة القطب الكهربائي، و انتشار التدهور الهيكلي." والأمل هو أن تؤدي هذه المعلومات إلى تحسينات كبيرة في تصميم بطاريات الليثيوم أيون التي تعزز قدرتها أمان.
توصيات المحررين
- لن تشتعل النيران في بطارية الجرافين الآمنة بشكل غير متوقع مثل أيونات الليثيوم
- هل تساءلت يومًا كيف تبدو رؤية الحيوان؟ هذا البرنامج سوف يظهر لك
- وبعد عقود، فاز مخترعو بطارية الليثيوم أيون بجائزة نوبل في الكيمياء
- يتم إعادة شحن هذه البطاريات الذكية في أقل من ساعتين وتدوم أكثر من أيونات الليثيوم القياسية
- نجاح السير في الفضاء حيث يقوم رواد الفضاء بتحديث البطاريات في محطة الفضاء الدولية
ترقية نمط حياتكتساعد الاتجاهات الرقمية القراء على متابعة عالم التكنولوجيا سريع الخطى من خلال أحدث الأخبار ومراجعات المنتجات الممتعة والمقالات الافتتاحية الثاقبة ونظرات خاطفة فريدة من نوعها.
