Cienka a rewolucyjna. Niemcy zniszczą nam samochody elektryczne, żeby one nie zniszczyły nas

Wyobraź sobie akumulator litowo-jonowy, który niszczy się sam, zanim zdąży się zapalić. Chodzi o kontrolowane topnienie przerywające obwód i zatrzymujące katastrofę w zarodku. Na tym prostym rozwiązaniu polega innowacja z Niemiec, która przyjmuje nietypową formę, bo cienkiej warstwy metalu osadzonej na folii polimerowej, która topnieje przy przegrzaniu i odcina zasilanie.

Niemcy chcą wsadzić “bezpieczniki” do akumulatorów, aby zapobiec katastrofom

Naukowcy z Instytutu Fraunhofera FEP opracowali ciągły proces produkcji rolkowej, w którym ultracienkie warstwy miedzi lub aluminium są nanoszone na folie polimerowe. Powłoka ma tylko 1 µm grubości z każdej strony, a sama folia bazowa ma 12 µm, czyli ponoć dokładnie tyle, ile tradycyjne folie metalowe. Dlaczego to tak istotne? Ano dlatego, że eliminacja metalu na rzecz polimerowych folii przekłada się na lżejszy pakiet akumulatorów i tym samym wyższą gęstość energii “na kilogram”. Najważniejsze jest jednak to, że w testach stworzone ogniwa odznaczyły się podobną wydajnością i żywotnością, co tradycyjne, a gdyby tego było mało, ukrywają w sobie wspomniany na wstępie “bezpiecznik”.

Czytaj też: 500 megawatów w gigantycznej turbinie. Chiny rozwijały to 4 lata, a teraz przeszły same siebie

Efekt termicznej ucieczki (thermal runaway) w akumulatorach litowo-jonowych prowadzi często do pożaru, bo zwykle wystarczy, że zapali się tylko jedno ogniwo, aby wywołać efekt domina. Dlatego też wspomniany polimer jest wręcz rewolucyjny, bo topi się w określonej temperaturze krytycznej, działając jak bezpiecznik i odcina zasilanie, zanim zrobi się niebezpiecznie. Sam proces produkcji też jest sprytny, bo naukowcy udowodnili już możliwość wytwarzania folii o szerokości do 60 cm z prędkością przemysłową oraz twierdzą, że osadzanie wiązką elektronów z chłodzeniem bębnowym zapobiega uszkodzeniom termicznym podczas nanoszenia. To wszystko daje potencjał do skalowania i obniżania kosztów w zakresie produkcji po prostu bezpieczniejszych akumulatorów.

Czytaj też: Wypluwa wodór, jakby był z innego świata, ale to nie jedyny as w zanadrzu tej technologii

Chociaż sama technologia jest obiecująca, to nadal pozostaje kilka znaków zapytania. Testy takich folii do tej pory dotyczyły głównie ogniw typu pouch, więc dane dla tych cylindrycznych i pryzmatycznych są wciąż ograniczone. koszty w pełnej skali są też aktualnie tajemnicą, bo poczynione finalnie oszczędności na metalu mogą zniknąć przy drogim polimerze i osprzęcie do osadzania wiązką elektronów. Kwestią sporną jest też określenie precyzyjnego punktu topnienia, aby nie dopuścić do aktywacji takiego bezpiecznika przy ekstremalnych temperaturach, szybkim ładowaniu czy po prostu długotrwałej jeździe z wysoką prędkością. To oczywiście osiągalne, ale to wszystko wymaga po prostu dalszych badań.

Czytaj też: Doszło do przełomu. Historyczny dzień dla polskiej energetyki

Zamiana części metalu na polimer może sprawić, że samochody elektryczne będą lżejsze, bezpieczniejsze i bardziej wydajne. Może też doprowadzić do rewolucji akumulatorów w gadżetach codziennego użytku, a w tym smartfonach, które same się wyłączą, zanim eksplodują. Musimy jednak poczekać z wielkimi zapowiedziami na to, aby laboratoryjne przygody przeszły wreszcie do rzeczywistego użytku.