Un nuovo materiale blocca gli incendi delle batterie EV impedendo la fuga termica, come nel caso delle Tesla allagate durante l'uragano Helene

Sebbene le statistiche di Tesla sfatino il mito popolare secondo cui gli incendi delle batterie EV sono un evento comune, non si può negare che una volta che si verificano, il pacco è molto difficile da spegnere.

Sono necessari molti più litri d'acqua per spegnere un incendio causato da una batteria di un veicolo elettrico, poiché i pacchi entrano in modalità di combustione spontanea a causa di un fenomeno noto come fuga termica, che nessun estintore normale è in grado di gestire.

Prima che l'uragano Helene colpisse la costa della Florida, per esempio, il governatore DeSantis ha avvertito i cittadini con auto elettriche di portarle in un luogo sicuro i cittadini con auto elettriche di portarle in zone più elevate. All'indomani dell'uragano, il dipartimento dei Vigili del Fuoco di Dunedin ha twittato: "Se il suo veicolo elettrico è entrato in contatto con l'acqua dell'alluvione, non lo ricarichi e non lo metta in moto", consigliando che i veicoli elettrici allagati vengano prima ispezionati dai pompieri.

A riprova della loro tesi, la batteria di una di queste Model X allagate si è incendiata dopo essere entrata in contatto con l'acqua salata corrosiva, mentre si trovava nel garage, e ha bruciato l'intera struttura. Anche gli uragani precedenti hanno portato a un numero sproporzionato di veicoli elettrici che hanno preso fuoco, e una Tesla si è persino autocombusta mesi dopo essere stata allagata e portata in una sfasciacarrozze. È stato necessario immergere la suddetta Model S in una pozza d'acqua per spegnere le fiamme, a causa della fuga termica che può diffondere il cortocircuito degli elettrodi nelle celle isolate all'intero pacchetto.

La fuga termica è proprio ciò che un nuovo materiale di LG Chem elimina sul nascere. I ricercatori di LG hanno creato un composito che può rispondere molto rapidamente alle fluttuazioni di temperatura, modificando drasticamente la sua resistenza elettrica. Il materiale può essere arrotolato in uno strato di prevenzione della fuga termica di appena 1μm di spessore. Si trova tra il catodo e il foglio di alluminio che funge da collettore di corrente per gli elettroni che viaggiano in una batteria al litio.

Lo strato rinforzato di sicurezza è costituito da politiofene che è stato progettato per cambiare la sua struttura molecolare a temperature superiori ai 90°C - 130°C tipici della batteria.

L'aumento della temperatura comporta una rapida insorgenza della resistenza elettrica, dell'ordine di 5.000 ohm per ogni variazione di 1°C. Il massimo che il materiale sensibile alla temperatura può raggiungere è 1.000 volte la resistenza alle normali temperature di funzionamento della batteria, interrompendo di fatto la corrente elettrica durante l'accensione. Lo strato agisce quindi come un fusibile vitale per ogni singola cella, che interrompe il flusso di elettricità e impedisce che la fuga termica, e quindi l'incendio della batteria EV, si propaghi.

Sebbene i metodi precedenti prevedessero l'inserimento di materiali termoreattivi all'interno della cella della batteria, spesso si scontravano con problemi di tempi di reazione lenti o densità energetica ridotta. LG Chem, tuttavia, ha sviluppato con successo un materiale che risolve tali problemi, grazie alla sua esperienza e al design brevettato del materiale, che consente una rapida applicazione nei processi di produzione di massa.

I ricercatori di LG Chem hanno messo alla prova il nuovo materiale di sicurezza delle batterie, forando e facendo cadere dei pesi sulle batterie con e senza di esso. Nessuna delle celle realizzate con lo strato di politiofene modificato è entrata in uno stato di fuga termica completa, mentre tutte le batterie normali nel test di caduta e l'84% di quelle nel test di perforazione si sono bruciate completamente.

La ciliegina sulla torta della prevenzione degli incendi delle batterie al litio è che il nuovo materiale può essere rapidamente scalato per la produzione di massa roll-to-roll. LG ha già superato la fase di verifica della sicurezza delle batterie per telefoni cellulari realizzate con lo strato protettivo e prevede di certificarlo per l'uso nei pacchi di veicoli elettrici più grandi il prossimo anno.

"Si tratta di un risultato di ricerca tangibile che può essere applicato alla produzione di massa in un breve periodo di tempo", informa il CTO di LG Chem, rallegrandosi del fatto che l'invenzione del materiale"migliorerà la tecnologia di sicurezza per garantire che i clienti possano utilizzare i veicoli elettrici con fiducia"