La mayoría de las baterías de calor son una amenaza grave, causando fuego y explosión en los peores casos. Un equipo, incluidos investigadores de la Universidad de Tokio, ha desarrollado una forma fácil y efectiva de proteger las baterías de litio, que abre oportunidades de investigación para las futuras baterías nuevas y seguras. Los investigadores crearon deliberadamente una batería inestable que es más sensible a los cambios que pueden causar alto calor. La batería es del tamaño de las baterías tradicionales de cincuenta, por lo que menos que los recursos y se puede probar en un entorno de laboratorio pequeño.
En su bolsillo, su bolso o en su escritorio en el trabajo, probablemente un dispositivo de batería de litio. Pequeñas pero potentes, estas casas de energía recargables se han convertido en un lugar importante para los marcapasos y desde las computadoras portátiles hasta la electrónica de vehículos eléctricos. Sin embargo, dado que la lista de verificación de seguridad en el aeropuerto le dirá, pueden ser una amenaza. Las noticias son más calor, fumar o incluso estallar que las baterías de iones de litio. Esto hace que las pruebas de seguridad sean una prioridad máxima tanto para fabricantes como para usuarios.
Cuando las baterías están sujetas a condiciones anormales, como alta temperatura, choque térmico, penetración, trituración, caída o vibración, se puede activar la reacción en cadena química, lo que hace que la batería se calienta a una velocidad peligrosa (posiblemente hasta varios miles de grados por minuto). Esta tendencia, conocida como la carrera térmica, eventualmente puede conducir a un incendio o explosión catastróficos. Para minimizar el riesgo de la carrera térmica, se han sugerido diferentes métodos de prueba. Entre ellas, las pruebas de calorometría de alta velocidad (ARC) proporcionan datos cuantitativos, que producen la temperatura de funcionamiento de la batería y el funcionamiento térmico, y relacionados con el calor. Sin embargo, como puede imaginar, esta prueba es peligrosa y costosa.
“Los métodos actuales de pruebas de seguridad dependen de baterías a gran escala y escala comercial, que requieren suficientes recursos materiales, procesos de fabricación complicados y estándares explosivos estrictos”, dijo UTSU Yamda, profesor de la Escuela de Graduados de Ingeniería. “Las pruebas de carrera térmica son principalmente inaccesibles para los institutos educativos y de investigación, lo que restringe significativamente el desarrollo de la mayoría de las baterías en la próxima generación”.
Para superar este rango, un equipo de la Universidad de Tokio y el Instituto Nacional de Ciencias de los Materiales de Japón ha desarrollado una forma moderna de evaluar la huida térmica, que está diseñando deliberadamente una mini batería al diseñar deliberadamente la amenaza de la huida térmica (y más peligrosa). También desarrollaron una ecuación simple, que incluye datos de calor y consumo a la batería, para que puedan calcular el factor de pista térmica (TRF).
Yamda explicó: “Para preparar una batería que era deliberadamente peligrosa. Según TRF, las baterías producen más calor, altos niveles de superficie (V/S) (V/S) y bajas capacidades de calor específicas de su material (describe la cantidad de calor necesaria para aumentar una temperatura de gramo de la batería)”. “Dado que el aumento de la capacidad de la batería no fue posible para las pequeñas pruebas a escala, nos centramos en aumentar la proporción V/S, reducir la capacidad de liberación de calor, minimizar la alta capacidad de calor de alta capacidad de calor y eliminar los componentes que no producen calor, como la caja de batería externa”.
Después de solo un cincuenta, el tamaño de las baterías tradicionales, reduce significativamente la materia prima necesaria para las pruebas de arco de diseño estratégico, al tiempo que aumenta la sensibilidad de la detección de carreras térmicas. Su tamaño compacto controla el laboratorio, permitiendo pruebas a escala pequeña, minimiza el riesgo incluso si el térmico escapa.
“Hemos descubierto que el uso de nuestros procedimientos hace posible los efectos de los factores de protección de la batería relacionados con la protección de la batería, como los componentes de la batería, los factores de diseño, las condiciones de almacenamiento y los grados de deterioro”. “Permite una rápida detección de seguridad e impresiones en etapa temprana para el diseño de la batería, y puede usar investigadores y fabricantes que intentan mejorar la seguridad de la batería. Finalmente, esperamos que esto acelere la transferencia de la sociedad de carbono neutral”.
