Колко безопасни са твърдотелните батерии

Има всеобщо съгласие, че те са по-безопасни от литиево-йонните батерии, но все още няма задълбочено изследване на безопасността на твърдотелни батерии с литиево-метален анод с висока енергийна плътност.

Пламен Георгиев,
твърдотелни батерии

iStock

А втомобилната индустрия очаква с нетърпение масовото навлизане на твърдотелните батерии за захранване на електрическите автомобили. Пробивът е съвсем близо, казват всички, но той все още не е направен. Рим не е изграден за ден, знаем всички, напредъкът в развитието става с малки крачки.

Също толкова сигурно е, че твърдотелните батерии ще донесат големи предимства с по-високата си енергийна плътност спрямо батериите с течен електролит. Повишаването на безопасността на батериите също е сред основните предимства, но все още тук няма еднозначен отговор. Ново проучване казва, че трябва да се има едно на ум за безопасността, може би и затова твърдотелните батерии се очакват на пазара след около 4-5 години.

От дълго време се смята, че твърдият електролит прави батериите по-безопасни, защото са незапалими. Със сигурност те са по-стабилни спрямо сегашната технология на литиево-йонните батерии с течен електролит, но въпросното изследване казва, че това не ги прави задължително защитени от пожар. Според щатските DOE Sandia National Laboratories, твърдият електролит също ще създава проблеми при определени обстоятелства. Това ще се случи, когато батерията бъде смачкана, пробита или в нея се натрупа налягане до ниво, което накара лития да реагира с вътрешния кислород.

Независимо дали са с твърд или течен електролит, всички литиево-йонни батерии образуват т. нар. dendrite spikes  при нормална употреба. Те могат да пробият слоевете на сепаратора в батерията, причинявайки късо съединение. Когато твърдият електролит се повреди, полученото късо съединение ще доведе до същото натрупване на топлина, както в случая на конвенционална литиево-йонна батерия.

В някои случаи късо съединените в твърдотелни батерии може да предизвика генериране на температури, значително по-високи от конвенционалните литиево-йонни батерии, показва проучването на Sandia, публикувано в научното списание Joule. Това се случва, защото има огромно количество енергия, съхранявана в батерията, която се освобождава, когато положителният и отрицателният полюс вече не са разделени от електролита. Няма начин това да се заобиколи и въпреки че електролитът е незапалим, други съседни елементи може да са.

твърдотелни батерии