Innescare Li

Johnson Space Center, Houston, Texas

Gli innovatori del Johnson Space Center della NASA hanno sviluppato un laser a infrarossi (IR) ad alta potenza in grado di innescare le celle della batteria agli ioni di litio in fuga termica (TR) senza perforare la parete della batteria come i metodi precedenti. Indurre TR in una cella di batteria consente agli ingegneri di testare e migliorare le prestazioni di sicurezza delle batterie surriscaldate che possono potenzialmente prendere fuoco o esplodere. Il vantaggio principale di questo metodo è che l'energia termica erogata dal laser può essere localizzata nell'esatto punto target sulla cella della batteria, riducendo al minimo la polarizzazione termica sulle celle adiacenti.

Questa tecnologia si basa su un laser IR da 120 watt accoppiato a un cavo in fibra ottica che viene instradato dall'uscita del laser a una serie di ottiche di focalizzazione, che dirige l'energia su una cella della batteria montata su un banco di prova. Quando attivato, il calore del laser penetra nell'alloggiamento metallico, riscaldando le parti interne della cella.

Ad una temperatura specifica, il separatore nei primi strati della cella si scioglie consentendo all'anodo e al catodo di entrare in contatto e avvia un cortocircuito interno. Il cortocircuito interno si propaga quindi in tutta la batteria provocando infine un instabilità termica.

Minore è la lunghezza d'onda del laser utilizzato per produrre la fuga termica, maggiore sarà l'energia termica assorbita nella cella producendo un risultato più rapido. Il cavo in fibra ottica può essere terminato in una serie di ottiche per focalizzare il laser su un bersaglio specifico, oppure il cavo in fibra ottica può essere nudo e posizionato accanto al bersaglio per riscaldare una posizione isolata. Questo metodo può essere utilizzato anche su un'ampia varietà di celle, comprese le celle a sacca agli ioni di litio, le celle cilindriche agli ioni di litio e le celle di grande formato agli ioni di litio.

Questo metodo laser non richiede alcuna modifica interna del design della cella del soggetto in prova né richiede il riscaldamento del patch per innescare un cortocircuito. L’attivazione delle celle agli ioni di litio con la radiazione laser potrebbe funzionare su qualsiasi modello di cella di batteria commerciale richiedendo solo il trattamento della superficie esterna, che può essere eseguito dall’utente. La tecnologia ha diverse potenziali applicazioni, comprese le applicazioni di trasporto veicolare occupato da esseri umani che richiedono un elevato livello di rigore nella determinazione dei margini di sicurezza (automobilistico, aereo, navi marittime, veicoli spaziali).

La NASA sta attivamente cercando licenziatari per commercializzare questa tecnologia. Si prega di contattare il Licensing Concierge della NASA all'indirizzo Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. oppure chiama il numero 202-358-7432 per avviare discussioni sulla licenza. Per maggiori informazioni, visita qui .

Questo articolo è apparso per la prima volta nel numero di novembre 2022 di Tech Briefs Magazine.

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