Nový prototyp lítiových kovových batérií s integrovaným hasiacim systémom

18.07.2025 Redakcia Auto trendy (Foto: shutterstock.com/UKRID).

Lítiové kovové batérie sľubujú oveľa vyššiu kapacitu ukladania energie než súčasné lítium-iónové články. Môžu poskytnúť až desaťnásobok energie, čo ich robí ideálnymi pre elektrické vozidlá, medicínske zariadenia a prenosnú elektroniku.

Nabíjanie elektromobilu — ***Nový prototyp lítiových kovových batérií s integrovaným hasiacim systémom.***
*Foto: shutterstock.com/UKRID*

Výzvy a riešenia

Táto obrovská potenciálna kapacita však prináša aj vážne riziko. Batérie sa môžu prehriať a explodovať. Problém spočíva v ich zložení. Anódy z lítiového kovu a katódy z vysokonapäťového niklového oxidu môžu generovať horľavé plyny. Ak sa tieto plyny nahromadia, aj mierne prehriatie môže spôsobiť požiare alebo explózie.

Vedci z Inštitútu chémie Čínskej akadémie vied však vyvinuli riešenie – lítiovú kovovú batériu s integrovaným hasiaci systémom. Ich prototyp obsahuje polymér, ktorý pri zvýšení teploty uvoľňuje chemikálie potláčajúce oheň, čím funguje ako miniatúrny hasiaci prístroj.

Inteligentná protipožiarna úprava

Výskumníci zabudovali retardér horenia priamo do katódy batérie. Tento materiál zostáva stabilný pri normálnych prevádzkových teplotách. Keď sa však batéria zahreje nad 100 °C, polymér sa rozkladá a uvoľňuje radikály, ktoré potláčajú chemické reakcie na anóde, ktoré zvyčajne generujú horľavé plyny.

Na testovanie systému tím porovnal prototyp so štandardnou lítiovou kovovou batériou za rovnakých podmienok. Postupne zvyšovali teplotu od 50 °C. Pri 100 °C sa obe batérie začali prehrievať, ale iba prototyp aktivoval svoj integrovaný hasiaci systém.

Keď teplota prekročila 120 °C, rozdiel sa stal zrejmým. Štandardná batéria dosiahla 1 000 °C a v priebehu 13 minút vzplanula. Naopak, prototyp dosiahol vrchol pri 220 °C a nezačal horieť ani neexplodoval.

Menej rizík, širší záujem

Pridanie tohto retardéra horenia by mohlo zmeniť pohľad na lítiové kovové batérie, najmä v elektrických vozidlách. Bezpečnosť zostáva jednou z hlavných obáv spotrebiteľov, ktorí zvažujú prechod z benzínu na elektrinu. Ak sa táto technológia úspešne rozšíri, môže zmierniť tieto obavy.

Batéria elektromobilu — ***Bezpečnejšia batéria by mohla otvoriť cestu pre výkonnejšie ukladanie energie naprieč sektormi, bez rizika požiaru.***
*Foto: shutterstock.com/Phonlamai Photo*

Batériový priemysel by tiež mohol profitovať z hľadiska výroby. Vedci tvrdia, že ich hasiaci materiál môže byť pridaný s niekoľkými úpravami existujúcich výrobných metód. To znamená, že spoločnosti možno nebudú musieť prepracovať svoje procesy, aby prijali túto inováciu. Táto kompatibilita by mohla urýchliť testovanie v reálnom svete a komerčné uvedenie na trh.

Hoci sú lítiové kovové batérie dnes obmedzene používané, takéto prelomové objavy by ich mohli posunúť do hlavného prúdu. Bezpečnostné riziká dlho obmedzovali ich aplikáciu napriek ich výkonnostnému potenciálu. Táto štúdia, publikovaná v Proceedings of the National Academy of Sciences, ukazuje jednu možnú cestu vpred.

Bezpečnejšia batéria by mohla otvoriť cestu pre výkonnejšie ukladanie energie naprieč sektormi, bez rizika požiaru. Kombináciou vysokej energetickej hustoty s integrovanou bezpečnosťou ponúka prototyp pohľad na budúcnosť, kde výkon neprichádza na úkor pokoja mysle.