Встроенные датчики отслеживают различные параметры, чтобы следить за состоянием аккумулятора и в первую очередь не допускать теплового выхода из строя.
Возгорание батарей (иллюстрация).
Гетти
В пресс-релизе говорится, что новые интеллектуальные датчики, разработанные исследователями из Университета Суррея (Великобритания), могут помочь в раннем обнаружении и предотвращении возгораний внутри литий-ионных аккумуляторов. В отличие от обычных датчиков, новые датчики встроены в аккумулятор для более эффективного мониторинга и более быстрого реагирования.
В то время как страны стремятся к достижению своих целей «чистого нуля», литий-ионные аккумуляторы играют важную роль в этом переходе от ископаемого топлива. Будучи самым энергоёмким решением для хранения энергии, созданным человеком, литий-ионные аккумуляторы используются повсеместно: от небольших портативных электронных устройств до крупной инфраструктуры, поддерживающей электросети.
Однако эта универсальная технология имеет и свои недостатки. Процессы зарядки и разрядки аккумулятора приводят к выделению тепла, которое необходимо рассеивать для поддержания его работоспособности. Иногда это рассеивание происходит медленнее, чем выделяется тепло, что приводит к тепловому пробою.
Повышение температуры ускоряет реакции в аккумуляторе, вызывая дальнейшее накопление тепла, что в конечном итоге может привести к взрыву и возгоранию аккумулятора. Исследования в Университете Суррея надеются остановить этот процесс прежде, чем он произойдёт.
Встроенные интеллектуальные датчики
Тепловой разгон — серьёзный риск, над снижением которого работают производители аккумуляторов. Разработаны различные типы датчиков для контроля параметров и состояния аккумуляторов. Издание Interesting Engineering также сообщило о подходах, предполагающих нанесение огнезащитного состава на аккумуляторы после обнаружения теплового разгона.
«Мы все слышали истории о возгораниях литий-ионных аккумуляторов и о том, как трудно их тушить», — пояснил в пресс-релизе Кай Ян, преподаватель энергетических материалов и нанотехнологий в Университете Суррея.
«Лучший подход — не допустить их появления на рынке. Наша технология может стать настоящим прорывом для многих критически важных отраслей».
Команда Яна использует интеллектуальные датчики, которые отслеживают такие параметры, как температура, давление, стресс и химические изменения в режиме реального времени.
«Интеллектуальные датчики встроены непосредственно в ключевые компоненты аккумулятора, такие как токосъемники и сепараторы, обеспечивая быстрые и точные показания изнутри».
«Они не просто отслеживают тепло — они активно реагируют на него, используя огнестойкие материалы, чтобы замедлить перегрев», — добавил Ян в пресс-релизе.
Создано для будущего
Литий-ионные аккумуляторы — самый дорогой компонент современных электромобилей. Стоимость владения также зависит от срока службы аккумулятора до его замены, а защита аккумулятора от перегрева критически важна для поддержания его долгого срока службы.
«Продажа новых бензиновых и дизельных автомобилей будет запрещена в Великобритании с 2035 года, но безопасность, особенно риск возгорания аккумуляторов, остается одной из главных проблем», — отметил Рави Сильва, директор Института передовых технологий при университете.
Эти датчики аккумулятора необходимы для повышения безопасности и устойчивости без ущерба для производительности. Это именно то нововведение, которое нам необходимо для достижения нулевого уровня выбросов, одновременно поддерживая промышленность и принося реальную пользу конечным пользователям.
Исследователи подали заявки на патенты на свой подход и планируют сотрудничать с промышленными предприятиями, чтобы внедрить свою технологию в полевые условия.
Sourse: interestingengineering.com
