Batarya yangınları için kök neden analizi yapıldı

Batarya yangınları, menzil azalması ve erken arızalar uzun zamandır elektrikli araçların en büyük problemi oldu. Bilim insanları, pil ömrünün kısalmasının ardındaki en inatçı gizemlerden birinin nihayet çözüldüğünü, hem de metrenin milyarda biri ölçeğinde, söylüyorlar.

Batarya yangınları çok küçük ölçekte bir hatadan kaynaklanıyor

Argonne Ulusal Laboratuvarı ve Chicago Üniversitesi Pritzker Moleküler Mühendislik Okulu'ndan araştırmacılar, bir zamanlar daha güvenli ve daha uzun ömürlü olarak görülen yeni nesil lityum iyon pillerin neden beklentileri karşılamakta zorlandığını ortaya çıkardı. Bulguları, gelecekteki elektrikli araç bataryalarının tasarım şeklini değiştirebilir.

Çalışma, elektrikli araçlarda yaygın olarak kullanılan nikel açısından zengin lityum iyon pillerine odaklanmaktadır. Geleneksel versiyonlar birçok küçük kristalden oluşan polikristalin katotlara dayanırken, araştırmacılar çatlamayı önlemek ve dayanıklılığı artırmak için giderek daha fazla tek kristalli katotlara yöneliyor. Ancak tek kristalli piller her zaman daha iyi performans göstermezdi.

[bkz url= https://www.techinside.com/chrome-veri-paylasimi-otomatik-devre-disi-kalabilecek/]

Çatlakların normalde başladığı nokta olan tane sınırları bulunmamasına rağmen, yine de bozulmaya uğradılar; bu durum bilim insanlarını şaşırttı ve kullanım ömrü ile güvenlik konusunda endişelere yol açtı. Argonne Seçkin Üyesi ve Chicago Üniversitesi'nde ortak profesör olan Khalil Amine: "Toplumun elektrifikasyonu herkesin katkısını gerektiriyor. İnsanlar pillerin güvenli ve uzun ömürlü olduğuna güvenmezlerse, onları kullanmayı tercih etmezler” dedi.

Yeni araştırma, tek kristalli katotların neden başarısız olduğunu ortaya koyuyor. Ekibe göre, çok kristalli malzemelerden elde edilen varsayımlar, tek kristalli tasarımlara yanlış bir şekilde uygulanıyordu. Çalışmanın baş yazarı Jing Wang: "İnsanlar tek kristalli katotlara geçmeye çalıştıklarında, çok kristalli olanlarla benzer tasarım prensiplerini izliyorlar" dedi.

Araştırmacılar, gelişmiş senkrotron X-ışını teknikleri ve yüksek çözünürlüklü elektron mikroskobu kullanarak, tek kristalli katotlardaki çatlamanın reaksiyon heterojenliğinden kaynaklandığını keşfettiler. Tek bir parçacığın içindeki farklı bölgeler farklı hızlarda tepki verir ve bu da iç gerilime ve içten kırılmalara yol açar. Argonne'da kimyager olan Tongchao Liu: "Tek kristalli NMC katotlardaki bozulmanın esas olarak farklı bir mekanik arıza modu tarafından yönetildiğini gösteriyoruz" dedi.