טכנולוגיית חיישן חדשה עשויה לשפר את בטיחות סוללות ליתיום-יון

This post is also available in: English (אנגלית)

ככל שסוללות ליתיום-יון ממשיכות לספק כוח למספר הולך וגדל של מכשירים, כך עולות החששות סביב טכנולוגיה זו לחזית. למרות יעילותן ותוחלת החיים הארוכה שלהן, סוללות אלה יכולות להיות מועדות לכשלים מסוכנים, במיוחד כאשר הן מתחממות יתר על המידה או סובלות נזק. כדי להתמודד עם סיכונים אלה, חיישן חדש שפותח על ידי חוקרים יכול לשפר את בטיחות הסוללה על ידי זיהוי בעיות לפני שהן מסלימות.

סוללות ליתיום-יון הן מקור אנרגיה נפוץ ביותר, החל מאלקטרוניקה יומיומית ועד לשימושים צבאיים, אך הסיכונים הכרוכים בהן הם משמעותיים. כאשר הסוללת ניזוקה, ההיא עלולה לדלוף גזים שעלולים להתלקח ולגרום לשריפות או לפיצוצים. הדבר במיוחד קריטי לכלי רכב חשמליים, שכשלים בסוללה שלהם עלולים להוות סכנה מידית לחיי אדם.

כדי לטפל בבעיה זו, חוקרים מאוניברסיטת שיאן ג'יאוטונג-ליברפול פיתוח חיישן רגיש מאוד שיכול לזהות את הנוכחות של אתילן קרבונט-  אדים המשוחררים על ידי אלקטרוליטים של סוללות כאשר הן מתחילות להתפרק. גילוי מוקדם של דליפות אלה יכול למנוע כשלים קטסטרופליים, המאפשר התערבות בזמן לפני התעוררות סכנה.

החיישן, שפותח באמצעות מסגרות אורגניות קוולנטיות (covalent organic frameworks – COFs), יכול להיות התקדמות משמעותית בטכנולוגיית ניטור הסוללה. COFs הם מבנים מולקולריים המתוכננים לזהות באופן סלקטיבי גזים ספציפיים, ובמקרה זה, לזהות אפילו כמויות זעירות של אדי אתילן קרבונט. יכולת זו של החיישן היא קריטית, ובדיקות מעבדה הראו כי הוא יכול לזהות אתילן קרבונט אפילו בריכוז נמוך של 1.15ppm  – הרבה מתחת לסף שבו המצב יכול להיות מסוכן.

אחד ההיבטים המבטיחים ביותר של טכנולוגיה זו הוא הפוטנציאל שלה ליישום רחב. בעוד שהיתרונות המיידיים עשויים להיות בולטים ביותר בכלי רכב חשמליים, החיישן יכול להיות משולב במערכות ניהול סוללות גם עבור מכשירים אחרים. זה יכול לספק התראות על כשלים פוטנציאליים בזמן אמת, ומאפשר ליצרנים לנקוט באמצעי זהירות שיכולים להגן על חיים ולמנוע נזק לרכוש.

לסיכום, חיישן הזה מהווה פתרון פרואקטיבי לחששות הבטיחות הגוברים סביב סוללות ליתיום-יון, ומעניק לצרכנים וליצרנים כלי רב עוצמה למניעת אירועים קטסטרופליים.