Dendryty- czyli śmierć baterii przyjdzie jutro…a może nie
Pożary samochodów elektrycznych to drażliwy temat. O ile we wczesnych latach rozwoju pojazdów był to duży problem to po latach rozwoju został praktycznie rozwiązany.
Dane Straży Pożarnej w Polsce pokazują, że pożary samochodów elektrycznych to około 0,05% rocznie przy 0,545% samochodów spalinowych ( i teraz wiadomo skąd nazwa ;). Inaczej pokazująć – w 2024 roku spaliło się 30 samochodów elektrycznych przy 9400 pożarów samochodów spalinowych- liczby mówią same za siebie.
Przez długi czas szukano głównego problemu baterii opartych na licie. Odkryto, że lit osadza się na anodzie i tworzą struktury krystaliczne podobne do drzew lub igieł. Nazwa dendryty można odnaleźć w biologii i chemii gdzie dendryt m.in są to wypustki komórek nerwowych odbierający sygnały od innych komórek nerwowych lub też struktura krystaliczna.
Jak donoszą niemieckie media w tym electrive – Na politechnice Monachijskiej przeprowadzano badania nad stałymi elektrolitami także tych polimerowych. Okazało się, że stały elektrolit który miał zapobiegać powstawaniu dendrytów litu w baterii nie spowodowała spowolnienia i braku dendrytów na anodach, a co więcej znaleziono dendryty w samy stałym
elektrolicie polimerowym!
Dendryt powoduje, że aktywny lit zmienia się w „martwy lit” który w żaden sposób nie bierze udziału w chemii.
Najnowsze badania naukowców z Monachium (Technische Universität München, TUM) wykazały, że dendryty litu — mikroskopijne, igłowate struktury odpowiedzialne za zwarcia i awarie — mogą tworzyć się nie tylko na styku elektrody i elektrolitu, ale również bezpośrednio wewnątrz samego elektrolitu polimerowego w bateriach EV.
Zespół pod kierownictwem prof. Petera Müllera-Buschbauma zauważył, że dendryty mogą narastać głęboko w polimerowym elektrolicie, a nie jedynie na granicy elektrody.
To rewolucyjne ustalenie, ponieważ dotychczas elektrolity stałe (zwłaszcza polimerowe) były uznawane za skuteczny sposób na tłumienie formowania dendrytów. Badanie wykorzystało zaawansowaną technikę obrazowania rentgenowskiego (DESY, nanofocus X-ray scattering) do potwierdzenia rozwoju dendrytów w czasie rzeczywistym.
Wyniki badań dowodzą, że nawet nowoczesne, uznawane za bezpieczniejsze, polimerowe elektrolity mogą nie być w pełni odporne na dendryty, co rodzi wyzwanie dla projektowania jeszcze bezpieczniejszych i bardziej trwałych baterii.
Rozwój nowych materiałów i dodatkowe rozwiązania stabilizujące są konieczne dla efektywnego magazynowania energii w pojazdach elektrycznych.Wybór odpowiedniego elektrolitu (np. polimerowego lub z dodatkiem stabilizującym warstwę międzyfazową SEI).
Utrzymanie stabilnej warstwy SEI jest kluczowe dla redukcji ryzyka powstawania dendrytów.
W skrócie, odkrycia z Monachium pokazują, że walka z dendrytami w bateriach EV jest bardziej złożona niż wcześniej sądzono, co może wpłynąć na przyszłość technologii akumulatorowych i bezpieczeństwo pojazdów elektrycznych.