Cossa xe i materiałi ignifiamanti?
Go ricevesto na ciamada el mese pasà da un asemblador de pacheti in Ohio. El so cliente el voéa saver parché ła so asicurasion del magazén ła xe cresùa del 40% dopo che i ga scominsià a conservar cełułe de litio. L’ascritor el ga dito che ła fuga termica. L’asenblador el me ga domandà cossa che el podeva dirghe so ła sicuresa dei eletroliti. Ghe go dito la stessa roba che ghe digo a tuti. I solventi de carbonato inte łe cełułe i brusarà. Ła domanda xe cossa che te ghe fa.
L’eletrolito el xe forse el 10-15% del peso de na cełuła. Carbonato de etileno, carbonato de dimetil, carbonato de etil metil. Questi i xe i cavai da laoro. I desfa ben i sałi de litio. I łasa che i ioni i se mova vełosi. I ga anca ponti de s-ciopo tra i 30-40 gradi. Na cełuła de sacheta forà ła pol rivar a 200 gradi in manco de un minuto. Ła matematica no ła xe conplicà.
I conposti de fosforo i xe vegnùi fora nei eletroliti dełe baterie intorno al 2003. El fosfato trimetil el xe stà el primo che ła xente ła ga provà seriamente. El funsiona rilasciando i radicałi PO co se fa caldo. Sti radicałi i ciapa l’idrògeno dal fronte deła fiama e i ferma ła reasion a caéna de combustion. Te pol tajàr el tenpo de auto-estinsion da 50+ secóndi par gramo a cifre singołe. El conpromeso xe ła viscosità. I fosfati i spessa l'eletrolito. Ła condutività dei ioni ła cala. Te perdi ła capacità de taso.
Pa łe asiende che serca łe cełułe, domandando ai vostriprodutor de baterie al litioła formułasion de eletroliti ła dovarìa esar na pratica stàndar deso. El panorama xe canbià dal 2020. I produtori de cełułe cinexi deso i spedise prodoti co misture fosfati-ester che łe ga łe stese carateristiche de fiama dełe cełułe giaponexi vendùe al dopio del presso sinque ani fa. Zhangjiagang Guotai-Huarong el fornise eletroliti a diversi produtori de cełułe. I mejoramenti deła sicuresa i xe ndài a vałe.
I conposti fluorai i xe rivài dopo. Idrofluoroeteri. Carbonati fluorati come FEC e FEMC. I atomi de fluoro suła spina dorsałe deła mołecoła i desfa ła propagasion radicałe in modo difarente da queło che fa el fosforo. I risultati xe boni. I costi no. I materiałi fluorai i costa oncora 3-5 volte queło che te paghi pa i carbonati normałi. Conosso dei tipi che li spesifega al 5-10% soło pa rivar a un limite de sicuresa sensa desfar el so conto de materiałi.
I liquidi ionici i ga ciapà tanta stanpa intorno al 2015-2018. Presion de vapor quasi zero. No se inpisarà in nisùn normałe senarío de abuso. Go fato un giro in un laboratorio a Münster che ghe jera drìo laorar pa sie ani. El ricercator el me ga mostrà cełułe che łe xe sopravisùe a 200 gradi de riscaldamento esterno sensa sfogarse. El me ga anca dito che i pagava €85/kg pa el liquido ionico. Łe misture comerciałi EC/DMC łe costa soto i 4€/kg. L’economia ła ga copà pa l’automobiłista. Serte aplicasion aerospasiałi łe pol ciapàr sto costo. Tanti no i pol.
I eletrołiti de połimeri in gel i ga un aprocio difarente. Te intrapoła ła faxe liquida in te na matrise de połimero. PVDF-HFP è comune. Serti grupi i costruise el fosforo diretamente inte ła spina dorsałe del połimero. El ritardo de ła fiama el deventa struturałe. I ricercatori de l’Università de Qingdao i ga publicà l’ano scorso un laoro su sistemi de poliimidi co caene laterałi de fosfazene. Tempi de auto-estinzione sotto i 5 secondi. Forsa mecanica bastansa alta da rałentar ła cresita dei dendriti. Ła sfida xe ła produsion. El revestimento de eletrołiti in gel no l’è tanto maturo come el riempimento liquido.
Quando se vałuta unfornidore de baterie al litio personalixàpa aplicasion industriałi, fà domande specifiche suła sicuresa. Cossa xe el SET deła vostra formułasion de eletroliti? Che consentrasion de aditivo ignifumativo te dopara? Te pol dar dati deła calorimetria del cono? Serti produtori de cełułe i condividerà ste informasión. Altri ło trata come proprietario. I marchi premium de sołito i dopara 12-18% de aditivi a baxe de fosfato in peso nełe so cełułe automobiłistiche stàndar.
L’industria ła prova ła ritardansa a ła fiama in diversi modi. El tenpo de autoestinsion xe queło vełose. Te inpissi un canpion e te tempi quanto che el brusa dopo vér cavà ła fonte de inpision. L’ìndexe osigeno limitante el te dise ła consentrasion minima de O2 necesaria pa sostegnìr ła combustion. UL 2054 e IEC 62133 i ga stabiłio i criteri de pasajo/fałimento pa łe cełułe finìe. El GB 38031-2020 cinexe el ga bisogno de 5 minuti de tenpo de avertimento prima che ła propagasion termica ła riva ałe cełułe visini de un pacheto. Par rispetar sta spesifegasion speso ghe vol eletrołiti ignifiamanti.
I richiami ga spinto sto problema in vanti. GM ga tirà indrio 140.000 Bolt EV a partir dal 2021. Hyundai ga riciamà Kona Electrics. Ford el ga ritardà ła produsion de Lightning. Łe cause prinsipałi łe jera difarenti. Serti i jera difetti de produsion. Serti i jera problemi de progetasion dełe cełułe. Tuti łori i ga fato sì che i reparti de conpra OEM i faséa domande pì difisiłi. Cualsiasisocio OEM de bataria de litiosercar de esar cualificài pa l’automobiłista deso el ga da afrontare pì esame suła documentasion deła sicuresa termica rispeto al 2019.
I costi materiałi i se zonta a schei reałi su scała. Un pacheto automobiłistico da 60 kWh el contien 40-50 kg de eletrolito, a seconda del formato deła cełuła e del carico. Xontare el 15% de ignifiama a un costo incrementałe de 15 dołari/kg vol dir 90-110 dołari par pacheto. I costi a liveło de cełułe i xe scesi soto i 100 dołari/kWh pa łe cełułe prismatiche LFP pì economiche dała Cina. Quel ritardante fiama el xe l’1,5% del costo deła cełuła. I grupi de aprovizioni i se discuta de schei par kWh. No xe schei.
Pa łe asiende che łe costruise rełasion co unfornidore de asenblagio de modułi de bataria al litio, ła spesifegasion de l’eletròłito ła vien speso trascurà nełe prime discusion. Ła xente ła se consentra suła capasità, ła vita del ciclo, ła vełocità C-. El ritardamento da fiama el se mostra dopo, de sołito quando el cliente finałe el domanda ła documentasion de sicuresa. A chel punto el progeto deła cełuła el xe blocà. Retrofittar na formułasion de eletrołiti difarenti pol canbiar l’inpedensa, ła capasità e łe carateristiche de inveciamento. Meglio specificare in anticipo.
El pipeline de ricerca el ga un laoro interesante. I eletroliti a alta-consentrasion locałixài i dopara solventi fosfati diluìi co eteri fluorai no infiamàbiłi. Te ghè ła ritardansa a ła fiama dei fosfati co ła viscosità e ła condutività dei carbonati tradisionałi. Argonne ga publicà su questo. Diversi grupi universitari in Cina i xe drìo laorar su variasión. Ła disponibiłità comerciàl ła xe probabilmente 2-3 ani fora pa ła clase automobiłistica.
Łe cełułe a stato sòłido łe risolvarìa del tuto el problema de l’infiamàbiłità. I eletrołiti de ceramica e solfuro no i brusa. No i esiste anca gnancora su scała de produsion automobiłistica. CATL, Samsung SDI, Toyota e QuantumScape i ga tuti spostà i so tenpi de 2-4 ani in pì. Cualsiasifornidore de sołusion de sicuresa dełe batèrie al litioel te dirà che i eletroliti liquidi ignifiamanti i resta ła risposta pratica fin almanco al 2028 pa ła major parte dełe aplicasion.
Go pasà quindese ani a laorar su sto problema in ruołi diversi. Ła tecnołogia ła xe migliorà. I costi xe calai. I incendi de cełułe i capita oncora. I capita manco speso de diese ani fa, e łe cełułe de ancùo łe immagasin pì energia de quełe de chel tenpo. L’industria ła se ga spostà neła diresion giusta. C'è più lavoro da fare.
