In een vandaag gepubliceerde studie in Nature Communications heeft een groep Europese onderzoekers twee verschillende lithium-ionbatterijen tot het breekpunt geduwd, zodat ze konden observeren wat er gebeurt als ze dodelijk oververhit raken. Waarom? Voor de wetenschap natuurlijk!
NCOMMS7924 - Video 1
Het blijkt dat oververhitting van de batterij eigenlijk een behoorlijk groot probleem is. Lithium-ionbatterijen zijn te vinden in alles, van mobiele telefoons tot elektrische voertuigen, en in zeldzame gevallen kunnen ze defect raken als gevolg van ‘thermal runaway’, een proces waarbij hogere temperaturen een kettingreactie in gang zetten die ervoor zorgt dat de batterij steeds heter wordt – soms zelfs veroorzaakt ontploffen. Er wordt aangenomen dat dit type mislukking heeft bijgedragen aan een brand die in 2010 tot een dodelijk vliegtuigongeluk leidde – en uit bezorgdheid over dit risico
sommige luchtvaartmaatschappijen zal binnenkort stopzetten van bulktransporten van lithium-ionbatterijen.Aanbevolen video's
Er is niet veel bekend over de mechanismen die tot thermische runaway leiden, dus om enig inzicht in het proces te krijgen, deden de onderzoekers wat elke redelijke wetenschapper zou doen: ze bliezen een aantal batterijen op. Om de mislukking teweeg te brengen, richtten ze een geconcentreerd warmtepistool van meer dan 200 graden Celsius (392 Fahrenheit) op een paar roterende batterijen en gebruikten ze ‘snelle synchrotron-batterijen’. Röntgencomputertomografie en radiografie, in combinatie met thermische beeldvorming, om de evolutie van interne structurele schade en thermisch gedrag te volgen” tijdens de experiment.
NCOMMS7924 - Video 2
Met andere woorden, ze vernietigden twee verschillende batterijen met een straalgeweer tot ze dood gingen, en filmden het geheel met een CT-scanner en een infraroodcamera. De resultaten waren behoorlijk onthullend: in de eerste batterij, die ingebouwde interne ondersteuning had, werd de Het materiaal in de cel werd zo heet dat het uiteindelijk gesmolten vloeistof en oververhit gas eruit spoot zijn bovenkant. In de tweede batterij (die geen interne ondersteuning had) blies de cel letterlijk zijn deksel op.
Dankzij de beelden konden de onderzoekers belangrijke inzichten verkrijgen in “de belangrijkste degradatiemodi, waaronder door gas veroorzaakte delaminatie, het instorten van de elektrodelaag en het voortplanting van structurele achteruitgang.” De hoop is dat deze informatie zal leiden tot grote verbeteringen in het ontwerp van lithium-ionbatterijen die hun prestaties verbeteren veiligheid.
Aanbevelingen van de redactie
- Veilige grafeenbatterijen zullen niet onverwacht in vlammen opgaan zoals lithium-ion
- Heb je je ooit afgevraagd hoe het zien van dieren is? Deze software zal het je laten zien
- Tientallen jaren later winnen de uitvinders van de lithium-ionbatterij de Nobelprijs voor de Scheikunde
- Deze slimme batterijen worden in minder dan 2 uur opgeladen en gaan langer mee dan standaard lithium-ionbatterijen
- Ruimtewandeling een succes nu astronauten de batterijen van het ISS upgraden
Upgrade uw levensstijlMet Digital Trends kunnen lezers de snelle technische wereld in de gaten houden met het laatste nieuws, leuke productrecensies, inzichtelijke redactionele artikelen en unieke sneak peeks.
