Freiner les batteries lithium-ion pour prévenir les incendies

Les batteries lithium-ion (Li-ion) sont utilisées pour tout alimenter, des montres intelligentes aux voitures électriques, en raison de la quantité d’énergie qu’elles peuvent stocker dans un petit espace. Cependant, s’ils deviennent trop chauds, ils peuvent prendre feu ou exploser. Mais des recherches récentes publiées dans ACS’ Nano-lettre propose une solution possible avec une nouvelle technologie capable de freiner rapidement la batterie Li-ion, en l’éteignant en cas de surchauffe.

La chimie trouvée dans la plupart des batteries est la même : les électrons sont transportés à travers un circuit électrique d’une électrode de batterie à une autre. Mais dans une cellule Li-ion, l’électrolyte liquide qui sépare ces électrodes peut fuir lorsqu’il devient trop chaud, provoquant un court-circuit. Dans certains cas, un court-circuit peut entraîner un coup de chaleur, un processus dans lequel la cellule chauffe de manière incontrôlable. Lorsque de nombreuses cellules Li-ion sont connectées ensemble, comme dans les véhicules électriques, la chaleur peut se propager d’une unité à l’autre, provoquant un très grand incendie difficile à combattre. Pour éviter que cela ne se produise, certaines batteries ont des dispositifs de sécurité, tels que des évents, des capteurs de température ou des électrolytes qui contrôlent le feu. Mais ces étapes arrivent souvent trop tard ou nuisent au processus. Yapei Wang, Kai Liu et leurs collègues ont donc voulu développer une batterie Li-ion qui pourrait s’épuiser rapidement, mais qui fonctionnerait également bien avec la technologie existante.

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Les chercheurs ont utilisé un polymère à mémoire de forme sensible à la chaleur recouvert d’un spray de cuivre conducteur pour créer un matériau qui laisserait passer les électrons la plupart du temps, mais qui deviendrait un isolant lorsqu’il serait trop chauffé. À environ 197 F, un motif microscopique 3D disposé dans le polymère a été observé, brisant la couche de cuivre et arrêtant le flux d’électrons. Cela a complètement scellé la cellule mais a empêché un éventuel incendie. À cette température, cependant, les anciennes cellules continuaient de fonctionner, les exposant au risque de s’échapper et de surchauffer si elles étaient à nouveau chauffées. Sous des températures de fonctionnement normales, la batterie avec le nouveau polymère a maintenu des performances élevées, une faible résistance et une durée de vie similaire aux cellules de batterie traditionnelles. Les chercheurs affirment que cette technologie pourrait rendre les batteries Li-ion plus sûres sans sacrifier les performances.

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Les auteurs reconnaissent le financement de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, de l’Institut conjoint Tsinghua University-China Petrochemical Corporation pour le génie chimique vert et du Fonds spécial Tsinghua-Foshan pour l’innovation.

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Source de l’histoire :

Les articles sont fournis par Société américaine de chimie. Remarque : Le contenu peut être modifié en termes de format et de longueur.

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