Když baterie začnou hořet, dosahují velmi vysokých teplot. Vědci z Fakulty životního prostředí pracují s mezinárodním týmem na tom, aby požáry lithiových baterií v autech nebyly pro hasiče noční můrou.
Mají za sebou první rok práce. V týmu je 11 členů: univerzit, výzkumných ústavů a firem včetně výrobců baterií. Jejich zástupci se teď sjeli na Univerzitu J. E. Purkyně v Ústí nad Labem. Celkově tříletý projekt je financován z evropského programu Horizon Europe.
SOUVISEJÍCÍ: Baterie ojetých elektromobilů si i po letech drží vysokou výkonnost
„Pojali jsme to jako setkání, kde si hlavně řekneme o zásadních problémech, které aktuálně v projektu řešíme, a abychom se vzájemně koordinovali v dalším postupu. Pravidelně se informujeme každý měsíc online, ale tentokrát chceme dohromady řešit strategická místa, která nás trápí, a kde si vzájemně můžeme víc poradit,“ říká doc. Ing. Jiří Orava, Ph.D., z Fakulty životního prostředí UJEP, který vede českou část projektu INERRANT.
V týmu jsou vědci z Řecka, Německa nebo Irska. Ovšem důležitou částí skupiny jsou i výrobci technologií, které by mohla nové generace lithiových baterií využívat.
Na vývoji proto spolupracují i české firmy NanoSPACE Technology, s. r. o., a IBG Česko s. r. o. Součástí projektu je výrobce baterií, francouzská průmyslová skupina Verkor, která ve Francii staví novou továrnu gigafactory.
„Lithium při reakci s vodou uvolňuje vodík, který je ve směsi se vzduchem výbušný. I proto se požáry baterií tak obtížně hasí. Naším úkolem je vyvíjet nové materiály pro vnitřní části lithiových baterií, tj. ty materiály, které jsou zodpovědné za to, že baterie dodává elektrickou energii. Měly by zlepšit bezpečnost baterií, aby méně hořely a daly se snadno hasit. Zároveň musí být levné a recyklovatelné, aby obstály v konkurenci,“ popisuje doc. Jiří Orava. Každý z členů týmů pracuje na jiné části baterie a výsledkem má být její prototyp.
„Poprvé jsme se sešli před rokem v Řecku, kde jsme si řekli, co kdo bude dělat. Český tým patří k těm nejsilnějším,“ říká prof. Spyros Yannopoulos, hlavní koordinátor výzkumného projektu.
Na UJEP se do výzkumu zapojují i přímo studenti Fakulty životního prostředí a Přírodovědecké fakulty UJEP.
„To je obrovský přínos pro mladé vědce. Pracují v mezinárodním týmu, učí se komunikovat víc v angličtině. Mezi členy pak probíhají výměnné stáže. Příští rok se jich někteří studenti zúčastní. Je to zkušenost, která se do mladých vědců pozitivně promítne,“ dodává doc. Orava.
První testy bezpečnosti nové baterie by měli proběhnout za rok.
zdroj: tisková zpráva
Tak kdo bude první, kdo zvedne hozenou rukavici a panu docentovi vysvětlí, to co nám neznalým zde pravidělně opakuje, že obtížná hasitelnost lithiových baterií je mýtus?
Mě to nepřekvapuje. Už v roce 1948 vymýšleli nehořlavý benzin.
https://neviditelnypes.lidovky.cz/zabava/glosa-zapomenuta-pohonna-hmota-budoucnosti.A141229_212454_p_zabava_wag/tisk
Jako bych četl zaručeně zázračných bateriích, které jsou jen takhle malý kousíček od masové výroby. 😛
Před pár měsíci tady Leo tvrdil, že lithiovky nehoří. Že to je ruské dezinfo.
Pokud do něčeho ukládáte energiii, tak jí pravděpodobně budete muset v případě poruchy nějak zmařit. Nikdo netvrdí, že baterie nehoří. Jsou jen typy, které jsou méně bezpečné při „thermal runaway“.
Rozdíly v „thermal runaway“ podle typu baterie
Proces tepelného řetězení se liší v závislosti na chemii, konstrukci a provozních podmínkách baterie. Zde je přehled klíčových rozdílů:
1. Typ katodového materiálu (Li-ion baterie)
Li(NiₓCoᵧMn₂)O₂ (NCM):
NCM s vyšším obsahem niklu (např. NCM811, NCM9 0.5 0.5) generují vyšší tlaky plynů (až 30× rychlejší nárůst než NCM111)
Míra úniku plynů je stabilní (~0,1 mol/Ah), ale hmotnostní ztráty rostou s obsahem niklu.
LiCoO₂ (LCO):
Vyšší riziko explozivního rozkladu elektrolytu při teplotách nad 150 °C.
LiFePO₄ (LFP):
Stabilnější díky nižší tepelné reaktivitě (rozklad nad 200 °C).
2. Tvar a konstrukce článku
Prismatické články:
Vyšší riziko lokálního přehřátí kvůli většímu objemu a horšímu odvodu tepla.
Při TR dochází k výtryskům plynů s krátkým trváním u vysokokapacitních článků.
Cylindrické články (např. 18650):
Ventilační mechanismus snižuje tlak, ale může selhat při přetížení (např. CR123a exploduje, pokud je ventilace blokována).
Pouzdrové (pouch) články:
Žádný pevný obal → rychlejší šíření TR, vyšší riziko propálení separátoru. (Porsche Taycan)
3. Metody iniciace TR
Přehřátí:
Rychlost ohřevu 5–40 °C/min ovlivňuje teplotu iniciace TR (např. u LiCoO₂ článků při 30 % SOC).
Pomalý ohřev (20 °C/min) vyvolá explozivní reakci.
Přebíjení:
Při napětí >6V (u CR123a) dochází k poruše PTC pojistky a následnému TR.
4. Hořlavost plynů
Dolní mez hořlavosti (LFL): ~8 % pro NCM články.
Horní mez hořlavosti (UFL): Výrazně variabilní (30–60 %) podle složení katody a elektrolytu.
Hlavní plyny: H₂, CO, CH₄, HF (toxický).
5. Prevence podle typu baterie
NCM/LCO:
Keramické separátory odolné proti propálení.
Dvouvrstvé BMS s redundancí.
LFP:
Pasivní stabilita díky fosfátové chemii.
Všechny typy:
Tepelné bariéry mezi články (např. aerogel).
Praktické příklady
Elektromobily (NCM): Tesly používají kapalinové chlazení a izolační vrstvy mezi články.
Letecké baterie (LFP): Nižší energetická hustota, ale menší riziko TR.
Rozdíly v TR jsou klíčové pro návrh bezpečnostních systémů, zejména v aplikacích s vysokou hustotou energie (např. elektromobily).
Zdroj: Heliyon
Zvýšení bezpečnosti baterií při runaway nutně neznamená, že jsou nebezpečné. P.S. Viděl jste, jak spalovací auto „nevybuchuje“ při hoření?
https://www.youtube.com/watch?v=ERwGDtHUcyE&ab_channel=TheLimitingFactor
By mě velice zajímalo, jak se dá ošulit exotermická chemická reakce.
Myslite tu reakci kdy musite rozdelat ohen aby se vam auto dalo do pohybu? Tak takovou reakci neosulite, vzdy to ma malou ucinnost a vznikaji jedovate slouceniny.
Ošulit ne, ale ovlivnit. Například existují nádrže, které absorbují palivo při úniku. Mají dvojité stěny a aborbenty a zhášedla v nich. Také se dá tomu trochu pomoci plněním inertního plynu do nádrže (musí se doplňovat, aby byl v nádrži pořád mírný přetlak tak, aby se nevytvářela výbušná směs). Závodní auta mají nádrž menší tak, aby s sebou nevozila příliš mnoho paliva, mají pak ale menší dojezd a musí často tankovat. Samozřejmě, že je i pak taková nádrž je podstatně těžší a zabere víc místa. Vždycky je něco za něco.
Bezpečnější, s větší kapacitou a lehčí prosím, budu čekat. Díky moc.
co H3DA ?
Správně je HE3DA 😝
No čekám co z koho vypadne a zatím nic moc.
Northvolt mrtvej, Horní Suchá taky, Číňanům to taky trvá,
pořád musím bohužel pálit benál.