Bezpečnost lithiových baterií |
Napsal uživatel Jiří Wagner, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, VUT v Brně |
Pondělí, 30. srpen 2010 |
Společenská témata ochrany, životního prostředí a efektivnosti získávání a využití energií jsou v současné době velmi diskutována. Zabývají se jimi i odborníci z řad akademiků a vědců. Jsou sestavovány odborné týmy, které se zabývají materiálovým výzkumem a řeší aktuální problémy v oblasti elektrochemických zdrojů proudu, solárních článků a dalších alternativních zdrojů elektrické energie.
Jeden takový se řeší i na Fakultě elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně - bezpečnost lithno-iontových akumulátorů.
Lithiové (a dnes především jejich verze, známé jako lithno - iontové) akumulátory patří mezi zdroje elektrické energie zvlášť vhodné pro mobilní účely a pro vyrovnávání rozdílu mezi kolísavou výrobou a spotřebou energie například získávané z alternativních zdrojů. Elektromobily pro osobní dopravu vyžadují výkony desítek kW, zálohování každodenního kolísání produkce alternativního zdroje pak stovky kW až jednotky MW. Při jejich hromadné aplikaci se objevuje fenomén, u jiných chemických zdrojů proudu neznámý, a to otázka jejich bezpečnosti. Každý článek lithno - iontové baterie totiž obsahuje řadu látek s různými vlastnostmi z hlediska možného vznícení. Materiály kladných elektrod jsou látky s vysokým podílem chemicky vázaného kyslíku a tudíž podporující hoření. Materiály záporných elektrod jsou samy o sobě hořlavé a nezřídka na vzduchu samozápalné. K tomu přistupuje elektrolyt tvořený roztokem lithné soli v organické a tudíž obvykle hořlavé kapalině. V podstatě známe několik způsobů, jimiž lze vyvolat hoření a požár této soustavy. Může to být nadměrné proudové zatížení, a to jak při nabíjení, tak i vybíjení, přehřátí či mechanické poškození způsobující vnitřní zkrat. Tato poslední příčina je zvlášť významná pro aplikace ve vojenství (průraz a následný zkrat způsobený průstřelem). Právě na Ústavu elektrotechnologie má výzkum v oblasti elektrochemických zdrojů proudu dlouholetou tradici (cca 40 let). Výzkum je zaměřen jednak na oblast olověných akumulátorů, alkalických akumulátorů, jednak moderních typů lithno-iontových akumulátorů a superkondenzátorů. Na tuto problematiku jsou zaměřeny i získané projekty a to: grant MŠMT Výzkumný záměr („Zdroje, akumulace a optimalizace využití energie v podmínkách trvale udržitelného rozvoje"), grant GAČR („Zvýšení bezpečnosti lithno-iontových baterií") a byl také získán evropský projekt regionálního centra CVVOZE (Centrum pro výzkum a využití obnovitelných zdrojů energie). |