Larian terma (thermal runaway) dianggap sebagai ancaman keselamatan terbesar bagi bateri litium-ion kenderaan elektrik (EV). Oleh itu, pencapaian terbaru oleh ahli akademik China dalam membangunkan bateri natrium-ion yang menghapuskan larian terma boleh memberi impak keselamatan yang besar kepada masa depan EV. Kebanyakan orang mungkin pernah mendengar istilah ‘larian terma,’ namun adalah penting untuk memahami maksud
Larian terma (thermal runaway) dianggap sebagai ancaman keselamatan terbesar bagi bateri litium-ion kenderaan elektrik (EV). Oleh itu, pencapaian terbaru oleh ahli akademik China dalam membangunkan bateri natrium-ion yang menghapuskan larian terma boleh memberi impak keselamatan yang besar kepada masa depan EV.
Kebanyakan orang mungkin pernah mendengar istilah ‘larian terma,’ namun adalah penting untuk memahami maksud tepat fenomena ini.
Fenomena ini berlaku apabila kegagalan awal (seperti pengecasan berlebihan, kerosakan fizikal, kecacatan pembuatan, atau pemanasan melampau) mencetuskan kenaikan suhu dalaman dalam satu sel di dalam modul bateri. Ini mencetuskan tindak balas kimia lanjut yang menghasilkan lebih banyak haba, yang pada dasarnya menyebabkan pek tersebut menjana lebih banyak haba daripada yang mampu disingkirkan.
Apabila sel litium-ion memasuki keadaan pemanasan kendiri yang tidak terkawal, haba tersebut berpindah ke sel-sel sekeliling dan mencetuskan larian terma tersebut. Kitaran maklum balas ini membawa kepada kenaikan suhu yang pantas serta pelepasan gas toksik, kebakaran, atau letupan. Sebaik sahaja ia bermula, fenomena ini sangat sukar untuk dihentikan.
Oleh itu, penemuan oleh pasukan penyelidik dari Akademi Sains China ini pastinya akan membawa impak besar kepada industri.
Pasukan tersebut telah membangunkan bateri natrium-ion yang menghapuskan larian terma, seperti yang dilaporkan oleh IT-Home.
Di bawah Institut Fizik, pasukan itu mencipta ‘elektrolit tidak mudah terbakar boleh polimer (PNE) yang membolehkan apa yang mereka sifatkan sebagai ‘penindasan lengkap larian terma.’
Pendekatan konvensional semasa terhadap larian terma bergantung kepada kaedah pemadaman api tradisional, dengan kaedah terbaharu adalah menenggelamkan keseluruhan EV ke dalam air untuk menghentikan tindak balas api tersebut.
Walau bagaimanapun, kaedah baharu ini terkandung di dalam bateri itu sendiri. Ia bergantung kepada gabungan kestabilan terma, kestabilan antara muka, dan pengasingan fizikal yang dibina ke dalam kerangka perlindungan berbilang lapisan di dalam modul tersebut.
Sekiranya suhu dalaman melebihi 150 darjah Celsius, elektrolit tersebut akan berubah daripada cecair kepada penghalang keadaan pepejal yang membentuk lapisan pemisahan fizikal di dalam untuk menyekat perambatan haba dan menghalang tindak balas daripada berterusan.
Pasukan itu membangunkan sel natrium-ion silinder 3.5 Ah untuk tujuan pengesahan. Semasa ujian, sel tersebut tidak menunjukkan sebarang asap, api, atau letupan semasa ujian tusukan paku. Malah, tiada larian terma berlaku walaupun suhu ditingkatkan sehingga 300 darjah Celsius.
Selain itu, langkah-langkah keselamatan yang dibina ke dalam bateri tersebut nampaknya tidak mengurangkan prestasi bateri. Sel-sel tersebut mampu beroperasi merentasi julat suhu dari -40-60 darjah Celsius dengan voltan stabil pada 4.3 V.
Walaupun bateri litium-ion mempunyai ketumpatan tenaga yang lebih tinggi, natrium-ion terbukti menjadi alternatif yang jauh lebih stabil, selamat dan berpatutan.
Malah, kami kini sedang menguji bateri kereta 12 V natrium-ion daripada Aeson Power. Semasa pembentangan, kelebihan yang dikongsi oleh pengedar tempatan adalah serupa dengan hasil ujian terbaru ini, walaupun dalam skala yang jauh lebih kecil.
Industri kini semakin hampir ke arah penggunaan komersial bagi bateri natrium-ion. Menurut Zhongke Haina (HiNa), pembangun bateri natrium-ion dari institut yang sama, ujian ke atas trak berat mencatatkan penggunaan tenaga yang 15% lebih rendah bagi setiap kilometer dan jarak gerak yang kira-kira 20% lebih jauh.
Walaupun natrium-ion itu sendiri adalah berpatutan, meningkatkannya untuk menyamai skala ekonomi yang dinikmati oleh pek litium-ion akan memakan masa. HiNa menjangkakan bateri natrium-ion akan mencapai kesetaraan kos sekitar tahun 2027.
Pengeluar automotif juga sedang melakukan penyelidikan terhadap bateri natrium-ion. BAIC telah membangunkan bateri natrium-ion yang mampu dicas penuh dalam masa kira-kira 11 minit, dengan kestabilan suhu yang sama seperti unit yang dilaporkan di sini.