Baterias à base de lítio, como as que alimentam veículos elétricos em risco de superaquecimento
Yonhap/EPA-EFE/Shutterstock
As baterias aprimoradas com um materials de polímero que libera produtos químicos que suprimem fogo em altas temperaturas têm uma probabilidade significativamente menor de explodir em chamas. Essa técnica pode aumentar a segurança de máquinas dependentes de bateria, como carros elétricos e dispositivos médicos.
“Nossa abordagem aumenta a segurança nas principais baterias de lítio líquido”, diz Ying Zhang no Instituto de Química, Academia Chinesa de Ciências. “É como abrir uma válvula de segurança – esses produtos químicos sufocam gases inflamáveis antes que possam explodir, ajudando a prevenir incêndios”.
Zhang e seus colegas criaram e testaram o materials polimérico retardante da chama em um protótipo de bateria de steel de lítio. Atualmente, essas baterias estão em uso limitado, mas as versões de próxima geração são candidatos para substituir as baterias em carros elétricos e dispositivos eletrônicos portáteis. Isso ocorre porque o steel de lítio pode armazenar 10 vezes mais energia que as baterias populares de íons de lítio usando lítio puro, em vez de grafite, no eletrodo negativo.
Os pesquisadores expuseram a bateria do protótipo e uma bateria de steel de lítio padrão a temperaturas gradualmente mais quentes, a partir de 50 ° C. Quando as temperaturas externas subiram acima de 100 ° C, ambas as baterias sofreram superaquecimento – mas o materials de polímero especial do protótipo começou a quebrar automaticamente, liberando produtos químicos que agem como “extintores de incêndio microscópicos”, diz Zhang.
Além de 120 ° C, a bateria padrão sem recursos de segurança superaqueceu a 1000 ° C em 13 minutos e explodiu em chamas. Mas nas mesmas condições, a temperatura de pico da bateria do protótipo atingiu apenas 220 ° C, sem qualquer incêndio ou explosão resultante.
Essa “abordagem inovadora da ciência materials” pode reduzir o risco de Fogo da bateria ou superaquecimento, não apenas em baterias de steel de lítio, mas também em certas baterias de íons de lítio e baterias de lítio-sulfus, diz Jagjit Nanda no Laboratório Nacional do Acelerador SLAC na Califórnia. Isso pode levar a baterias mais seguras, em specific para veículos elétricos ou até mesmo Aeronaves elétricasele diz.
A tecnologia de supressão de incêndio se integraria à fabricação de baterias existente como uma “atualização de segurança de curto prazo, enquanto o setor busca soluções de longo prazo”, envolvendo projetos e químicos alternativos de baterias, diz Zhang. Ainda assim, a injeção do materials do polímero em baterias exigiria alguma retunação dos processos de fabricação, diz ela.
