Cos'é i Matëiæ Retardanti de Fiamma?

O meise passou ò reçevuo unna telefonâ da un assemblatô de pacchetti inte l'Ohio. O seu cliente o voeiva savei perché a seu asseguansa de magazzin a l'é cresciua do 40% dòppo ch'aivan comensou à conservâ de çellole de litio. O sottoscrittô o l'à mensunou a fuga termica. L’assemblatô o m’à domandou cöse o poeiva dîghe in sciâ seguessa di elettroliti. Ghe digo a mæxima cösa che digo à tutti. I solventi de carbonato inte vòstre çellole bruxian. A domanda a l'é cöse ti fai à sto propòxito.

L’elettrolito o representa fòscia o 10-15% do peiso de unna çellola. Carbonato d’etilene, carbonato de dimetil, carbonato d’etile metil. Sti chì son i cavalli de travaggio. Deslenguan ben i sæ de litio. Lascian che i ioin se mescian a-a spedia. An ascì di ponti de lampeggio inte l’intervallo 30-40 graddi. Unna çellola de sacchetta pertusa a peu razzonze i 200 graddi de drento inte meno de un menutetto. A matematica a no l’é complicâ.

I compòsti de fòsforo se son mostræ inti elettroliti de battëie verso o 2003. O fosfato de trimetil o l’é stæto o primmo che e gente an provou pe serio. O fonçioña co-o relasciâ di radicali PO quande o vëgne cado. Quelli radicali piggian l’idrògeno da-o fronte da sciamma e ferman a reaçion à cadeña de combuscion. O peu redue o tempo d’auto-spegnimento da 50+ segondi pe grammo à de çiffre sence. O compromisso o l’é a viscoxitæ. I fosfæti fan vegnî druo l’elettrolito. A conduttivitæ di ioin a cazze. Ti perdi a capaçitæ de tasso.

Pe-e açiende che approvixonan de çellole, domandâ a-o seuproduttô de battëie à litioin sciâ formolaçion d’elettroliti a dovieiva ëse unna prattica standard oua. O paisaggio o l’é cangiou da-o 2020. I produttoî de çellole cineixi oua spedian di produti con de mescciue de fosfato-ester ch’an toccou e mæxime speçifiche de sciamma che e çellole giapponeixi vendue pe-o doggio do prexo che l’é çinque anni. Zhangjiagang Guotai Huarong o fornisce di elettroliti à diversci produttoî de çellole prinçipæ. I megioamenti da seguessa son anæti à valle.

I compòsti fluoræ son vegnui ciù tardi. Idrofluoroeteri. I carbonati fluoræ comme FEC e FEMC. I atomi de fluoro in sciâ scheña da molecola interrompan a propagaçion radicale à un mòddo despægio da-o fòsforo. I exiti son boin. I costi no son. I mateiæ fluoræ corran ancon 3-5 vòtte quello che se paga pe-i carbonati standard. Conosco di tippi che î speçifican a-o 5-10% solo che pe razzonze un livello de seguessa sensa destrue a seu fattua de mateiæ.

I liquidi iònichi an avuo ben ben de stampa verso o 2015. Prescion de vapô squæxi zero. No s'açende inte nisciun scenäio d'abuso normale. Son anæto à vixitâ un laboratöio à Münster ch'o l'aiva travaggiou in sce de loiatri pe sëi anni. O reçercatô o m’à mostrou de çellole che son sorvevisciue à un rescädamento esterno de 200 graddi sensa sciortî feua. O m'à dito ascì che pagavan €85/kg pe-o liquido iònico. E mescciue commerciæ EC/DMC costan ciù pöco de €4/kg. L'economia a l'à ammassou pe l'automobile. Çerte applicaçioin aerospaçiale peuan assorbî quello costo. A ciù parte a no peu.

I elettroliti de polimeri in gel piggian unna metodologia despægia. Se trappoa a fase liquida inte unna matrixe de polimeri. PVDF{2}}HFP o l’é commun. Çerti gruppi costruiscian o fòsforo direttamente inta scheña do polimero. O retardansa da sciamma o vëgne strutturale. I reçercatoî de l’Universcitæ de Qingdao an pubricou l’anno passou di travaggi in scî scistemi de poliimide con de cadeñe laterali de fosfazene. Tempi d'auto-spegnimento sotta 5 segondi. A fòrsa mecanica a l’é erta tanto ch’abbasta pe rallentâ a crescita di dendriti. A sfidda a l'é a produçion. O revestimento de elettroliti à gel o no l’é tanto sæxo comme o riempimento liquido.

Quande se valuta un .fornitô de battëie à litio in sce mesuape-e applicaçioin industriale, pòste de domande speçifiche in sciâ seguessa. Quæ o l’é o SET da vòstra formolaçion d’elettroliti? Che conçentraçion d'additivo retardante de fiamma deuviæ? Pòi fornî di dæti de calorimetria à còno? Çerti produttoî de çellole condividdan ste informaçioin. Di atri ô trattan comme de propietæ. E marche premium pe-o sòlito deuvian un additivo à base de fosfato do 12{4}}18% in peiso inte seu çellole standard pe machine.

L’industria a verifica a retardansa da sciamma inte ciù mainee. O tempo de auto-spegnimento o l'é quello spedio. O l'açende un campion e tempo quante tempo o bruxa dòppo avei levou a vivagna d'açendimento. L'indiçe limitante d'oscigeno o t'indica a conçentraçion minima d'O2 neçessäia pe sostegnî a combuscion. UL 2054 e IEC 62133 stabiliscian di critëi de passaggio/fallimento pe-e çellole finie. O GB 38031-2020 da Ciña o domanda 5 menuti de tempo d’allarme primma che a propagaçion termica a razzonze e çellole vexiñe inte un pacchetto. Pe soddisfâ quella speçifiçitæ de spesso ghe veu di elettroliti retardanti de sciamma.

I rappòrti an portou sto problema in avanti. A GM a l'à tiou inderê 140.000 EV Bolt à partî da-o 2021. A Hyundai a l'à regordou a Kona Electrics. A Ford a l'à retardou a produçion de Lightning. E caxoin de reixe variavan. Quarchedun o l'ea di difetti de produçion. Çertidun ean di problemi de progettaçion de çellole. Tutti an fæto che i departimenti d'accattâ OEM fassan de domande ciù due. QuæseseggePartner OEM de battëie à litioo çercâ de qualificâse pe l'automobile oua o l'à da affrontâ ciù scrutino in sciâ documentaçion da seguessa termica che do 2019.

I costi do materiale s'azzonzan à di dinæ reali in sce scâ. Un pacco pe automòbile de 60 kWh o contëgne pöcassæ 40{8}}50 kg d'elettrolito à segonda do formato e do carrego da çellola. Azzonze o 15% de retardatô de fiamme à un costo incrementale de $15/kg o veu dî $90-110 pe confeçion. I costi à livello de çellole son cheiti a-o de sotta de $100/kWh pe-e çellole prismatiche LFP ciù econòmiche da Ciña. Quello retardatô de sciamma o rappresenta pöcassæ l’1,5% do costo da çellola. E squaddre d'appalto se discuttan in scî penny pe kWh. Sto chì o no l'é di penny.

Pe-e soçietæ che construiscian de relaçioin con unfornitô de montaggio de mòdoli de battëie à litio, a speçificaçion de l’elettrolito tante vòtte a ven trascuâ inte primme discuscioin. E persoñe se conçentran in sciâ capaçitæ, in sciâ vitta do çiclo, in sciô tasso de C-. O retardo da sciamma o se mostra ciù tardi, pe commun quande o cliente finale o domanda a documentaçion de seguessa. Pe quelli tempi o disegno da çellola o l’é bloccou. O retrofit de unna formolaçion d’elettrolito despægia o peu cangiâ l’impedensa, a capaçitæ e e caratteristiche d’invegiamento. Megio speçificâlo in antiçipo.

O pipeline de reçerca o l'à di travaggi interessanti drento de lê. I elettroliti localizzæ à erta conçentraçion deuvian di solventi fosfæti diluæ con di eteri fluoræ che no piggian feugo. O l’ottëgne a retardansa de sciamma di fosfæti co-a viscoscitæ e a conduttivitæ di carbonati tradiçionali. Argonne o l'à pubricou in sce questo. Diversci gruppi d'universcitæ in Ciña travaggian in scê variaçioin. A disponibilitæ commerciâ a l'é probabilemente 2-3 anni feua pe-a qualitæ automobilistica.

E çellole à stato sòlido-resolvieivan do tutto o problema de l’infiammabilitæ. I elettroliti de porçellaña e sorfuro no bruxan. No existan ancon in sce scâ de produçion automobilistica. CATL, Samsung SDI, Toyota e QuantumScape an portou tutte e seu linie de tempo pe-o stato sòlido feua de 2-4 anni inte di annonçi ciù neuvi. Quæseseggefornitô de soluçioin de seguessa pe-e battëie à litioti dià che i elettroliti liquidi retardanti de sciamma arrestan a respòsta prattica fin a-o manco a-o 2028 pe-a ciù parte de applicaçioin.

Ò passou chinze anni à travaggiâ in sce sto problema inte de parte despæge. A tecnologia a l'é megioâ. I costi son cheiti zu. I feughi de çellole se verifican ancon. Avvëgnan ciù pöco de spesso che dexe anni avanti e e çellole d’ancheu immagazziñan ciù energia che e çellole de quelli tempi. L'industria a s'é mesciâ inta giusta direçion. Gh'é ciù travaggio da fâ.