Niedrogi czujnik ostrzeże przed awarią baterii litowo-jonowej

Niedrogi czujnik ostrzeże przed awarią baterii litowo-jonowej

Naukowcy z Johns Hopkins University skonstruowali niedrogi czujnik, który może ostrzec o zbliżającej się awarii baterii litowo-jonowych. Naukowcom udało się odkryć związek pomiędzy wewnętrzną temperaturą komór litowo-jonowych i łatwych do zmierzenia parametrów elektrycznych.

Dzięki wyższej gęstości energii, baterie litowo-jonowe zasilają miliony drobnych urządzeń elektronicznych i są dziś najpopularniejszym rodzajem baterii wykorzystywanych w pojazdach elektrycznych i hybrydowych.

Problemem wciąż pozostają jednak kwestie bezpieczeństwa, gdyż awaria baterii może spowodować zapalenie się całego urządzenia. Awarie takie są wynikiem zniszczenia termicznego, które następuje po osiągnięciu przez komorę baterii temperatury krytycznej.

„Nienormalnie wysoka temperatura jest praktycznie pewnym sygnałem, że z komorą baterii dzieje się coś złego.” – stwierdził Rengaswamy Srinivasan, chemik z Johns Hopkins University. „Zmiany takie mogą nastąpić w przeciągu sekund, prowadząc do potencjalnie katastrofalnych zmian. Gdy coś złego zacznie się dziać w baterii, czas nie jest waszym sprzymierzeńcem.” – dodał.

Naukowcy odkryli, że niewielki prąd przemienny o określonych częstotliwościach przepuszczony przez baterię litowo-jonową zmienia się proporcjonalnie do temperatury w komorze.

„Odkryliśmy, że możemy mierzyć temperaturę warstw ochronnych pomiędzy elektrodami i elektrolitem baterii w trakcie jej normalnego działania.” – stwierdził Srinivasan. „Powłoki te znajdują się tam, gdzie zjawisko zniszczenia termicznego następuje najpierw. Odkrycie to umożliwi nam wykrycie potencjalnie niebezpiecznych warunków termalnych zanim jeszcze czujniki zamontowane na powierzchni będą w stanie coś zarejestrować.” – dodał.

Czujnik działa dzięki prostemu elektrycznemu połączeniu dodatniego i ujemnego bieguna baterii, a zasilanie czerpie wprost z monitorowanej baterii. Dodatkowo, jeden czujnik jest w stanie monitorować wiele komór znajdujących się w baterii.

„Nowy czujnik umożliwia systemom zarządzania bateriami precyzyjniejsze zarządzanie ich wydajnością, a co ważniejsze, umożliwia wykrycie niebezpiecznej temperatury zanim dojdzie do uszkodzenia komory baterii, albo wręcz samozapłonu.” – stwierdził Srinivasan. „Integrując tę technologię ze swoimi produktami, dostawcy baterii oraz systemów zarządzania bateriami mogą poprawić bezpieczeństwo, a także wydajność swoich produktów.” – dodał.

(lk)