This post is also available in:
English (אנגלית)
אב-טיפוס חדש של סוללת ליתיום-מתכת פותח עם מנגנון כיבוי אש מובנה, שמטפל באחד מסיכוני הבטיחות המרכזיים בטכנולוגיות סוללה עתירות אנרגיה. העיצוב החדש כולל רכיב מעכב בעירה שמופעל אוטומטית כאשר הטמפרטורה מגיעה לרמות מסוכנות.
סוללות ליתיום-מתכת נחשבות זה מכבר כחלופה מבטיחה לטכנולוגיית ליתיום-יון, בזכות צפיפות האנרגיה הגבוהה שלהן – המספקת עד פי עשרה יותר קיבולת אחסון. תכונה זו הופכת אותן לאידאליות ליישומים עתירי אנרגיה, אך השימוש בהן מוגבל עקב הסיכון להתחממות יתר והתלקחות.
הסוללות משתמשות באנודות ליתיום-מתכת ובקתודות המבוססות על תחמוצות עשירות בניקל – שילוב שעלול ליצור גזים דליקים בטמפרטורות גבוהות. הצטברות של גזים אלה, בשילוב תנאים מתאימים, עלולה להוביל לשריפות ואף לפיצוצים.
כדי לצמצם את הסיכון, חוקרים מהמכון לכימיה של האקדמיה הסינית למדעים שילבו פולימר מעכב בעירה ישירות בקתודה. לפי דיווח באתר TechXplore, כאשר טמפרטורת הסוללה חוצה את רף ה־100°C, הפולימר מתחיל להתפרק ומשחרר רדיקלים חופשיים שמעכבים תגובות כימיות הגורמות להיווצרות גזים דליקים.
במבחנים שפורסמו בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences, נחשפו סוללה רגילה וסוללת אב-טיפוס לחום הולך וגובר. הסוללה הרגילה הגיעה לטמפרטורה של 1,000°C והתלקחה תוך דקות. לעומתה, הסוללה החדשה לא חצתה את סף ה־220°C ולא התלקחה כלל.
החוקרים מכנים זאת גישה של "ניהול גז חכם", המשפרת גם את הביצועים התרמיים וגם את היעילות האלקטרוכימית. יתרה מכך, הפולימר מעכב-הבעירה ניתן לשילוב באמצעות תהליכי הייצור הקיימים של סוללות – מה שעשוי להקל על מסחור עתידי.
הפיתוח הזה מסמן התקדמות משמעותית בדרך להפוך סוללות ליתיום-מתכת עתירות אנרגיה לבטוחות וישימות לשימוש נרחב. על ידי מענה לסיכונים התרמיים מבלי לפגוע בביצועים, הטכנולוגיה מציעה פתרון פרקטי לאחסון אנרגיה מהדור הבא. תאימותה לתהליכי ייצור קיימים אף עשויה לזרז את האימוץ בתחומים כמו אלקטרוניקה צרכנית, תחבורה ועוד.
