Litijum jonske baterije je moguće puniti bezbedno pet puta brže
Decenijama unazad, inženjerska struka se bavila time, kakva smesa, u kojoj razmeri, u kom trenutku, pod kojim pritiskom i u kojoj količini treba da uđe u cilindar motora sa unutrašnjim sagorevanjem.
Mnogi od nas su odrasli sa plastičnim maketama koje su pokazivale kako klipovi idu gore-dole i šta se sve dešava u agregatu koji je u pogonu. Ali, donedavno, bilo je nemoguće videti u realnom prostoru i vremenu, šta se dešava unutar funkcionišućeg motora. Isti problem sada pogađa i stručnjake koji se bave razvojem litijum jonskih baterija.
Poznato nam je da se litijum jonske ćelije zagrevaju tokom punjenja i da je jedan od značajnih rizika vezanih za proces punjenja baterije, upravo pregrevanje. Kada se to desi, litijumske strukture mogu oštetiti spoljni sloj školjke baterije, implicirajući oslobađanje otrovnih gasova i povećavajući time rizik od požara ili čak eksplozije. Kako do toga ne bi došlo, proizvođači baterija, kao i proizvođači elektromobila, postavljaju ograničenja u brzini kojom se pune baterije. Ova ograničenja su postavljena na osnovu teorijskih saznanja i ne moraju biti u korelaciji sa mogućim brzinama punjenja, koje su još uvek u bezbednoj zoni, u realnom životu.
Istraživanči britanskog Univerziteta u Vorviku (University of Warwick) navode da su razvili spravu koja može biti umetnuta direktno u litijum jonsku ćeliju, a koja će pružati momentalnu informaciju o postignutoj temperaturi unutar baterije. “Ovo može doneti ogromne koristi u oblasti sporta, gde bi se performanse mogle unaprediti do krajnjih limita, ali pored toga, ovo stvara i velike mogućnosti za kupce, kao i kompanije koje se bave skladištenjem energije”, navodi glavni istraživač dr Tazdin Amitzajev.
“Brže punjenje se uvek odražava na kraći životni vek baterije, ali će mnogi kupci ceniti to što mogu da dopune bateriju veoma brzo, i u okolnostima u kojima nemaju vremena da čekaju proces punjenja u uobičajenim ciklusima. Kada nisu u žurbi, vozači elektromobila mogu puniti baterije, ponovo u standardnom ciklusu. Ovakva fleksibilnost u pogledu dopune baterija daje kupcima mogućnost da izvuku koristi i iz činjenice da energetske kompanije traže uravnotežen balans između proizvodnje i utroška električni energije.
Ova tehnologija je već spremna za komercijalnu upotrebu ali se pre toga moramo uveriti da su sistemi upravljanja baterijama na elektro vozilima, kao i infrastuktura koja je u upotrebi, dovoljno sposobne da se uklope sa varijabilnim vremenima neophodnim za punjenje baterije, kao i preciznije određenim limitima u pogledu brzine dopune.”
O ovome se piše i u izdanju Science Daily.
“Tehnologija koju su naučnici razvili za potrebe punjenja baterija, koristi minijaturne referentne elektrode sa fiber (Fiber Bragg Gratings – FBG) navojem preko sloja za zaštitu od naprezanja. Spoljni omot florisanog etilen propilena (FEP) je nanet preko fibera, obezbeđujući na taj način hemijsku zaštitu od elektrolita koji omogućava koroziju. Kao rezultat svega, imamo spravu koja može biti u direkntom kontaktu sa baterijom i podneti električna, hemijska i mehanička nepovoljna dejstva koja se dešavaju tokom rada baterija, a da se pritom omogući precizno očitavanje temperature i ostalih parametara unutar baterija.”
Tokom testiranja na komercijalno dostupnim 18650 litijum jonskim ćelijama, naučnici su ustanovili da te ćelije mogu biti punjene i pet puta brže, od onoga za šta se donedavno verovalo da je moguće, i to bez ikakvih oštećenja baterija. Tehnologija je primenjiva tokom normalnog funkcionisanja baterija, bez ugrožavanja performansi ćelija.
Profesor Dr. Rohit Bagat navodi: “Ovaj metod nam je pružio novi instrumentacioni dizajn za upotrebu na komercijalnim 18650 ćelijama koji minimizira i anulira ranije neizbežne nus pojave u pogledu geometrije ćelija. Sprava uključuje referentnu elektrodu uparenu sa optičkim fiber senzorom za temperaturu. Sigurni smo da bi slična tehnika mogla biti razvijena i za upotrebu vrećastih ćelija. Naša istraživačka grupa je angažovna na pronalaženju većeg broja tehnoloških rešenja ovog problema, a ovo je samo prvi deo koji smo objavili. Nadamo se da ćemo upeti da objavimo i ostale naše radove na temu inovativnih pristupa ovom izazovu, u narednih godinu dana.”
Ovo konkretno istraživanje je sprovedeno kao deo šireg projekta AMPLIFII, koji predstavlja zajednički istraživački set aktivnosti, podržan od strane Innovate UK i Vladine kancelarije za vozila sa niskim nivoima štetnih emisija. Izveštaj je dostupan na internetu.
Još je interesantno napomenuti da je Jaguar jedan od sponzora istraživanja. Kao što je poznato, Jaguar je posvećan takmičenju u Formula E seriji, pa bi rezultati istraživanja koja su u toku, mogla da se značajno odraze na programe trka budućnosti.
(1796)
