Çinli bilim insanları aşırı sıcaklıkta bile sorunsuz çalışan batarya geliştirdi

Lityum iyon elektrikli batarya modülünün hücreleri (AFP)

Yüksek sıcaklıklara dayanabilen seramik bazlı bir lityum iyon batarya geliştiren Çinli bilim insanları, yeni teknolojinin "üstün güvenlik" sunduğunu öne sürüyor.

Lityum iyon bataryalar, elektrikli araçların yanı sıra akıllı telefonlar, saatler ve tıbbi implantlar gibi cihazlarda da geniş çapta kullanılıyor.

Belirli bir boyutun altına inmesi zor olan bu bataryalardaki sıvı elektrolitlerin sızma riski bulunduğundan, hasar gördüklerinde cihazların alev alabilmesi nedeniyle güvenlik riski oluşturuyor.

Bu nedenle küçük boyutlu, enerji yoğunluğu yüksek ve zorlu ortamlarda güvenle kullanılabilen bataryalara yönelik bir talep var.

Tsinghua Üniversitesi'nden bilim insanları, seramik lityum iyon mikro bataryalarının üstün güvenlik sunduğunu ve 150 dereceye varan sıcaklıklarda istikrarlı bir şekilde çalıştığını söylüyor.

Hakemli dergi Matter'da yayımlanan araştırmaya göre yeni batarya, 300 dereceye kadar kısa süreli termal şoklara bile performansından ödün vermeden dayanabiliyor.

Bu, -20 dereceyle 60 derecelik sıcaklık aralığında güvenle çalışan geleneksel lityum iyon bataryalardan biraz daha yüksek.

Çalışmada, "Ortaya çıkan batarya, geniş bir sıcaklık aralığında istikrarlı ve basınçsız çalışma sağlayarak küçük elektronik cihazlar için güvenli ve mekanik açıdan sağlam bir güç çözümü sunuyor" ifadeleri yer alıyor.

Geleneksel bataryalarda lityum iyonları sıvı bir elektrolit içinde hareket ederek elektrik akımı üretiyor ancak yüksek sıcaklıklara maruz kalma veya fiziksel hasar, elektrolitin sızmasına ya da alev almasına neden olabiliyor.

Bilim insanları sonuç olarak bu bataryaların "güvenlik ve termal dayanıklılık açısından yetersiz kaldığını" belirtiyor.

Araştırmacılar çalışmada şöyle diyor: 

Bu durum, yangın alarmı ve izleme sistemleri, endüstriyel Nesnelerin İnterneti sensörleri, havacılık ve uzay ekipmanları, askeri ve savunma uygulamaları gibi kritik cihazlarda bu bataryaların kullanımlarını ciddi şekilde kısıtlıyor.

Buna karşılık sıvı elektrolit yerine katı bir yük taşıyıcı ortam kullanan katı hal lityum hücreleri, üstün güvenlik sunuyor. Ancak daha ince versiyonların geliştirilmesi mekanik bütünlüğünü bozabildiğinden, bu hücreler "kalınlık-dayanıklık arasında kritik bir tercih sorunu" yaratıyor.

Çinli bilim insanları bu zorluğun üstesinden gelmek için performansı artırmak amacıyla çok katmanlı, tamamen seramikten oluşan ve katmanlar arası teması güçlendirilmiş bir mikro lityum iyon batarya geliştirdi.

Bunun sonucunda ortaya, katmanları farklı uygulamalara göre ayarlanabilen, istiflenebilir bir batarya çıktı.

Bilim insanları yeni cihaz hakkında "Tamamen yanmaz yapıda, uzun süre dış alevlere maruz kaldığında yapısal bütünlüğünü korur ve havada mükemmel ısıl kararlılığa sahip" diyerek ekliyor: 

Güvenlik açısından sıvı, polimer veya kompozit elektrolitli bataryalardan kayda değer derecede daha üstün performans sergiliyor.

Araştırmacılar, "Uzun vadede bu teknoloji, özellikle yüksek sıcaklıktaki ortamlarda giyilebilir sensörlere, Nesnelerin İnterneti cihazlarına, havacılık ve uzay elektroniğine güç sağlamayı vaat ediyor" diye ekliyor.

Independent Türkçe