Bataryaların patlaması üzerine yeni bir çalışma başlatıldı. 340

Bataryalardaki “Dendritler” ismi verilen küçük boyuttaki büyümeleri kontrol etmek,  pillerin daha güvenli olabileceğinin bir anahtarı olabilir. Daha fazla bilgi sahibi olmak için makalemizi okumanızı öneriyorum.(Dendritler Nedir ?)

 

Pil sorunları, akıllı telefonlar ve dizüstü bilgisayarlar gibi cihazlarda yaygın bir sorundur. Ancak batarya hasar riski, geçen yıl Samsung Galaxy Note 7 akıllı telefonunda bataryaların patlaması ile ilgili birkaç olay bildirildiğinde, tercihen kayda değer bir sorun olarak ortaya çıktı. Patlamalar, hatalı pillerin ortam havasına maruz kalmasıyla suçlandı.

Yüksek enerjili lityum iyon piller genellikle kırılgandır ve eğer bu pillerin kimyasal bileşimi, içinden geçen elektrik yükünden etkilenirse, patlama ile sonuçlanan kimyasal reaksiyona neden olabilir. Ama neden piller patlıyor? Yeni bir araştırmacı ekibi, bu süreçte pillerin içinde neler olduğunu incelemek için cryo-elektron mikroskopisi adlı bir tekniği kullandı.

Pil geliştirmeyle ilgili çalışan bilim insanları, pil patlamaları için dendritlerin büyümesini suçluyorlar. Ama ne dendritler var? Fazla bir elektrik şarjı bir lityum-iyon pil içinden geçtiğinde oluşan kimyasal reaksiyonlardan dolayı oluşturulan mikroskobik kristal yapılardır.

Bulgularını Science Journal’da yayınlanan “cryo-elektron mikroskopisi ile ortaya çıkan hassas pil materyalleri ve ara yüzlerin atomik yapısı” başlıklı bir makalede sunulan araştırma ekibi, dendritlerin ilk atomik ölçekli gözlemlerini sundu.

Araştırma, dendritlerin bir bataryanın farklı bölümlerindeki engelleri aşabileceğini ve bunun sonucunda kısa devreye neden olduğunu gösteriyor. Araştırma, dendritlerin aslında elektron mikroskopları kullanılarak daha önce görüldüğü gibi düzensiz şekilli kristaller değil, altı taraflı kristaller olduğunu gösteriyor. Araştırmacılar, yüksek yoğunluklu pilleri deşarj döngüleri farklı noktalarda dondurdu ve etkisi görmek için çeşitli bileşenleri kaldırıldı. Yüksek yoğunluklu bir mikroskop kullanarak pilin atom seviyesinde nasıl tepki verdiğini incelemeyi başardılar.

Profesör ve araştırma lideri Yi Cui, yaptığı açıklamada; “Cryo-EM ile kırılgan ve kimyasal açıdan dengesiz bir malzemeye bakabilir ve bozulmamış halini – gerçek bir pilde nasıl göründüğünü – ve yüksek çözünürlükte baktığınız bir malzemeye bakabilirsiniz – Bu, her türlü pil malzemesini içerir. Burada okuduğumuz lityum metal sadece bir örnek, ancak heyecan verici ve çok zorlayıcı bir konudur “dedi.

Araştırmanın bulguları önemlidir çünkü gelecekte daha güvenli pillerin tasarlanması olası bir durumdur.

Dendritlerin nasıl ve neden oluşturulduğunu öğrendiğimizde, aslında oluşumlarından kaçınma üzerinde çalışabilir ve böylece cihazları daha güvenli hale getirebiliriz. Lityum iyon piller yalnızca akıllı telefonlarda ve dizüstü bilgisayarlarda değil, aynı zamanda Nissan Leaf ve Tesla Model 3 gibi elektrikli otomobillerde de kullanılmaya başlandığından, daha güvenilir piller önemlidir.

Samsung gibi teknoloji şirketleri, katı hallerinden ötürü aktif dendrit oluşum ihtimali daha düşük olan, pilin içindeki kimyasal reaksiyonları geciktirebilen katı hal piller gibi yeni pil konseptleri üzerine çalışıyorlar. Bazı bilim adamları, pillere bağımlı olmayabilecek cihaz prototipleri üzerinde çalışıyor bile.

Bununla birlikte bu gibi çözümler hala ticari uygulamalardan uzak olduğu için bilimadamları daha fazla araştırma yaparken yakın gelecekte daha güvenli piller için umut ediyoruz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir