This post is also available in:
English (אנגלית)
פיתוח חדש בתחום בטיחות הסוללות עשוי להפחית באופן משמעותי את הסיכון לשריפות בסוללות ליתיום-יון – וכל זאת מבלי לדרוש שינוי בתהליכי הייצור הקיימים. החידוש מתמקד בתוסף אלקטרוליט ייחודי, המתקשה במהירות כאשר הוא נחשף לזעזוע מכני, ובכך מונע קצר חשמלי שעלול להוביל לבעירה.
הבעיה הבסיסית מוכרת: סוללות ליתיום-יון מסתמכות על שכבת בידוד דקה המפרידה בין האלקטרודות החיובית והשלילית. אם שכבה זו נקרעת – כתוצאה ממכה, עומס תרמי, או פגם בייצור – עלול להיווצר מגע בין האלקטרודות, דבר שעלול לגרום לקצר חשמלי ולרוב גם לשריפה.
במקרה זה, חוקרים מ- Oak Ridge National Laboratory (ORNL)חיפשו פתרון בהתנהגות חומר פשוטה. בהשראת נוזל לא-ניוטוני (כמו תערובת של קורנפלור ומים), הם פיתחו אלקטרוליט שמתעבה תחת לחץ – כלומר, מתפקד כנוזל במהלך פעולה רגילה אך מתמצק באופן מיידי במקרה של קבלת מכה.
הרכיב המרכזי הוא תרחיף קולואידי של ננו-חלקיקי סיליקה אחידים בקוטר של 200 ננומטר, המפוזרים באלקטרוליט סטנדרטי של סוללות. כאשר מופעל כוח פתאומי, החלקיקים יוצרים במהירות מבנה מוצק זמני, החוסם את תנועת היונים ומונע היווצרות קצר פנימי.
ההתמצקות המיידית הזו מעניקה "זמן קריטי" במהלך אירועים מכניים, כגון תאונת רכב או נפילה, בכך שהיא שומרת על הפרדה בין האלקטרודות ומונעת תגובת בריחה תרמית.
מה שהופך את הפתרון הזה לפרקטי הוא התאמתו למערכות הסוללה הקיימות כמעט ללא שינוי – אין צורך בתכנון מחדש של מבנה הסוללה, מה שפותח את הדלת להטמעה מסחרית מהירה.
הטכנולוגיה, שנקראת SAFIRE – ראשי תיבות של Safe Impact Resistant Electrolyte, הועברה ברישיון בשנת 2022 לחברת Safire Technology Group – סטארטאפ המתמקד ביישומים עתירי סיכון כמו רכבים חשמליים ומערכות ביטחוניות. הרישיון כולל חמש טכנולוגיות פטנט שפותחו ב־ORNL.
בעידן שבו בטיחות מערכות אגירת אנרגיה נמצאת תחת פיקוח הולך וגובר, עיצוב חומרים אדפטיביים מהסוג הזה עשוי למלא תפקיד משמעותי בהפיכת סוללות בצפיפות אנרגטית גבוהה לעמידות יותר בתנאי מציאות מורכבים.
