Litijum-jonske baterije (LIB) postale su ključna tehnologija u električnim vozilima i sistemima za skladištenje energije, pružajući visoku gustinu energije i stabilnost u radu. Međutim, njihova osetljivost na temperaturu, posebno pri brzom punjenju, može dovesti do ozbiljnih problema poput termičkog raspada (TR). Tradicionalni sistemi za hlađenje često zahtevaju složene i skupe postavke, koje mogu postati nepouzdane u kritičnim uslovima. Kao odgovor na ove izazove, istraživači su razvili pasivne sisteme za upravljanje toplotom, kao što su kompozitni materijali za promenu faze (CPCM), koji nude jednostavno, efikasno rešenje za održavanje bezbednosti i stabilnosti baterija.
U nedavnoj studiji sprovedenoj na North China Electric Power University, istraživači su razvili CPCM materijal sa hidratisanim solima (Na2SO4·10H2O) i ekspandiranim grafitom (EG), koji poboljšava toplotnu provodljivost i efikasno apsorbuje i oslobađa toplotu. Ovaj materijal sa idealnom tačkom topljenja od 29°C koristi dvostepeni mehanizam za kontrolu temperature, čime se smanjuje vršna temperatura LIB baterija sa 66°C na 34°C tokom normalne upotrebe.
CPCM materijal deluje kroz fazne prelaze sa visokom latentnom toplotom, čime se apsorbuje velika količina toplote bez dramatičnih promena temperature. Pored toga, ovaj pasivni sistem odlaže početak termičkog raspada baterija, dajući dovoljno vremena za primenu aktivnih mera hlađenja. U testiranim uslovima, CPCM je uspešno odložio početak TR događaja za 187 sekundi, čime je omogućena dodatna sigurnost u kritičnim situacijama.
Za razliku od tradicionalnih materijala, CPCM rešava problem razdvajanja faza, koji je često ometao efikasnost u prethodnim rješenjima. Testovi pod cikličnim i dinamičkim uslovima pokazali su da CPCM sa 10% EG pruža dugoročnu stabilnost i efikasno upravlja temperaturnim fluktuacijama, čineći ga idealnim za visoko naprezanje.
Dr Ksing Ju, viši istraživač u studiji, naglašava značaj efikasne kontrole temperature za sprečavanje kvarova u aplikacijama kao što su električna vozila. „Ovaj CPCM nudi energetski efikasno rešenje koje smanjuje potrebu za složenim aktivnim sistemima i poboljšava bezbednost baterija“, dodaje on.
CPCM tehnologija nudi ključnu primenu u industrijama koje koriste LIB, kao što su električna vozila i sistemi za skladištenje energije. U električnim vozilima, CPCM može smanjiti rizik od požara ili eksplozije baterija, naročito u ekstremnim uslovima. Pored toga, tehnologija pokazuje potencijal za upotrebu u sistemima za skladištenje energije, gde je stabilnost temperature od vitalnog značaja za dugoročnu efikasnost.
Kako se litijum-jonske baterije sve više primenjuju u različitim sektorima, ovaj pasivni sistem za upravljanje toplotom nudi skalabilan i efikasan pristup za poboljšanje bezbednosti i produženo trajanje baterija visoke gustine energije.
