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LG Chem svela un nuovo materiale per contrastare gli incendi delle batterie

Il nuovo materiale è in grado di resistere a temperature di oltre 1.500 gradi per 20 minuti

LG Chem svela un nuovo materiale per contrastare gli incendi delle batterie
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Filippo Vendrame
Filippo Vendrame
Pubblicato il 6 nov 2023

Lo sviluppo delle batterie per le auto elettriche non passa solamente sui miglioramenti della chimica per incrementare autonomia e le potenze di ricarica. Infatti, le aziende sono concentrate anche a migliorare la sicurezza degli accumulatori. Da questo punto di vista, LG Chem ha annunciato una novità interessante. Infatti, l'azienda fa sapere di aver sviluppato, in collaborazione con LX Hausys, un nuovo materiale che permette di ritardare gli effetti del thermal runaway delle batterie, resistendo anche a temperature di 1.500 gradi per 20 minuti.

PIÙ SICUREZZA

Si tratta, sostanzialmente, di una fibra termoplastica (denominata CFT) in grado di resistere a forti fiamme e ad una pressione elevata per un periodo 14 volte più lungo rispetto ai materiali termoplastici esistenti. LG Chem ha messo alla prova internamente questo nuovo materiale. Un campione spesso appena 1,6 mm ha resistito a temperature superiori ai 1.500 gradi e ad una forte pressione. Non si è sciolto, non si è degradato e non si sono formati buchi in 20 minuti di esposizione alla fiamma.

Lo scorso anno, l'azienda coreana aveva sviluppato un materiale in grado di resistere alle fiamme a temperature superiori a 1.000 gradi per oltre 10 minuti. Grazie alla tecnologia di LX Hausys è stato possibile migliorare ulteriormente questo materiale. Dove può essere utilizzato? Secondo l'azienda coreana, può essere sfruttato nelle coperture superiori e inferiori dei pacchi batteria.

LG Chem aggiunge che tale materiale permetterà di ritardare efficacemente la propagazione delle fiamme in caso di incendio di un veicolo elettrico, contribuendo a garantire il tempo necessario per l'evacuazione del conducente e lo spegnimento dell'incendio.

Si tratta di una soluzione molto interessante che potrà andare a migliorare la sicurezza delle batterie. Ovviamente, il lavoro delle aziende in questo campo continua. Tom Shin, Head of Department, Marketing Department, Engineering Materials, ha commentato:

Continueremo la ricerca e lo sviluppo per rendere più sicura la vita quotidiana dei conducenti di veicoli elettrici, affrontando al tempo stesso i punti critici dei clienti.

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D
Disqutente 01 Jan 1970 @ 00:00

Hai ragione è davvero incredibile leggere an-cic che con la solita sicurezze di colui che tutto sa in realtà dice cose inesatte. E come si comporta? Si eclissa dalla conversazione in cui ha detto le sue inesattezze...
... ahh no, questo non è incredibile, è la normalità.

Errore mio. XD. Grazie an-cic, anche oggi ti rendiamo grazie.

Ps. complimenti a kaom per la spiegazione, forse troppo tecnica, ma è altresì vero che se non ci si comporta così l'an-cic di turno sentenzia di saperne più di te...

G
Gianluigi 01 Jan 1970 @ 00:00

un appunto: le auto termiche si portano dietro litri e litri di materiale combustibile. Sono decisamente più inclini a prendere fuoco delle EV.
Le EV sono progettate appositamente per proteggere il pacco batteria. Se si arriva a sfasciare il modulo, il case e le protezioni esterne, significa che la macchina è completamente schiacciata.

G
Gianluigi 01 Jan 1970 @ 00:00

Incredibile, qualcuno che commenta con cognizione di causa (chimica e termodinamica) su HD non accadeva dal 1915-18....
Io sarei curioso di vedere se l'approccio proposto potrebbe consentire un differente approccio ingegneristico, specie dal punto di vista del vent hole. Nulla è dichiarato in merito alla capacità di dissipare calore e quindi alla possibilità di un utilizzo anche come (parziale?) sostituzione di componenti in metallo.
Credo che potrebbe facilente sostituire molte parti del modulo, ma mi domando fino a che punto. Anche perchè dovrebbe contenere il runaway da ogni lato, altrimenti perde di efficacia.

A
ACTARUS 01 Jan 1970 @ 00:00

Allora nemmeno un barattolo da 5 kg mi basterebbe

S
Scrofalo 01 Jan 1970 @ 00:00

Speravo fosse tornato il grafene

i
italba 01 Jan 1970 @ 00:00

In effetti il litio si usa per curare le malattie mentali, ma te ne servirebbe molto di più

A
ACTARUS 01 Jan 1970 @ 00:00

Allora me dia un kg

i
italba 01 Jan 1970 @ 00:00

Infatti le batterie LFP (Litio Ferro Fosfato) costano meno delle batterie NMC (Nickel Manganese Cobalto), bravo!

k
kaom 01 Jan 1970 @ 00:00

Va bene, scendiamo ad un primo livello di dettaglio allora.
La blade battery di BYD è estremamente efficace nel controllare la propagazione del calore all'interno del pacco in seguito ad un evento di thermal runaway. Questo non significa che non siano, come il 100% delle batterie utilizzate dei mezzi di trasporto di merci e persone, basate su un elettrolita dissolto in un liquido infiammabile (ovvero il sale LiPF6 in concentrazione 1 molare, disciolto in un solvente organico che è una miscela di carbonato di etile e carbonato di dietile in proporzione variabile da 1:1 volumetrico fino a 3:7, più un additivo, di solito divinil carbonato per migliorare la stabilità strutturare del SEI, solid electrolyte interface, che si crea all'interfaccia dell'anodo con il solvente organico liquido).
Passando ai test che BYD pubblica, per prima cosa sono su una singola cella, e non su un pacco intero. Per quanto riguarda la perforazione, BYD giustifica l'assenza di fiamme con una maggiore dissipazione del calore dovuta al favorevole rapporto superfice/volume. Questo è un ottimo risultato, ma non è direttamente applicabile ad un pacco intero, dove molte celle posso essere cortocircuitate contemporaneamente e la quantità di calore prodotto può essere molto più elevato. Inoltre da quello che sono riuscito a reperire, non ci sono dati pubblici sul surriscaldamento a 300 °C. La temperatura di decomposizione del LiFePO4 (LFP) è di circa 270 °C, quindi può resistere a quella temperature per pochissimo tempo e trarre delle conclusioni senza sapere con che rampa è stata raggiunta quella temperatura, per quanto è stata mantenuta e quanto grande era la cella sottoposta a tale trattamento non è indicativo. Inoltre, come già detto, è il solvente organico il maggiore problema, ma è indubbio che la quantità di calore liberata dalla decomposizione del catodo di LFP (dovuta in primis al calore generato dalla decomposizione del solvete organico) è molto minore di quello liberato da un catodo di NMC (da circa 600 J/g a soli 200 J/g), ed è quindi molto più sicura.
Riassumendo, le celle basate su catodo di LFP sviluppate da BYD (e non tutte le celle LFP, che sono estremamente eterogenee della totalità degli altri componenti, dal separatore, agli additivi del solvente organico, alla composizione dell'anodo, all'utilizzo di coatings protettivi e fino a ciò che esula dalla chimica, quindi all'ingegnerizzazione e al formato della cella stessa, del pacco e della implementazione nella struttura del veicolo) si infiammano come tutte le altre, ma lo fanno in maniera molto, molto più rara (e comunque il fenomeno di incendio è già un caso estremo nelle celle NMC con moderne architetture del pack, come quelle prismatiche o le cilindriche di Tesla) e quando accade, lo sviluppo di calore è drasticamente minore, ma non nullo.

A
ACTARUS 01 Jan 1970 @ 00:00

Perfetto...quindi adesso le nuove batterie non incendianti costeranno meno e le auto di conseguenza...👍

i
italba 01 Jan 1970 @ 00:00

La cosa che fa più ridere di voi fanatici del brum-brumm è che vi attaccate a qualunque cosa per spargere FUD verso i veicoli elettrici, anche cose palesemente false. Un veicolo elettrico, secondo tutti gli studi del settore, ha almeno 20 volte meno probabilità di prendere fuoco rispetto ad uno a pistoni:

https://www.quora.com/Are-BEV-automobiles-more-likely-to-catch-fire-than-hybrid-gasoline-or-diesel

g
giovanni 01 Jan 1970 @ 00:00

Confermo, le LFP di BYD hanno superato test di: perforazione, surriscaldamento a 300° e piegatura senza incendiarsi.

g
giovanni 01 Jan 1970 @ 00:00

Sicuramente una cosa buona, ma a mio avviso occorre concentrare gli sforzi sulle Litio Ferro Fosfato dove come ad esempio BYD con le Blade ha creato un prodotto che vedendo i test non dovrebbe incendiarsi.

M
Mario Rossi 01 Jan 1970 @ 00:00

anche le termiche nuove possono prendere fuoco: vedi un corto circuito per un montaggio errato, perche' ci hai messo le mani, perche' fa troppo caldo ed esplode il sebatoio.

M
Mario Rossi 01 Jan 1970 @ 00:00

pcerca di porre soluzione ad un problema che, anche se statisticamente piu' raro che con le termiche, comunque esiste. e se si puo' azzerare il problema, perche' non farlo??

J
Jotaro 01 Jan 1970 @ 00:00

Io farei batterie al gas propano... :)

J
Jotaro 01 Jan 1970 @ 00:00

E poi il tuo acquisto potrebbe andare in fumo.

T
T. P. 01 Jan 1970 @ 00:00

mi sembra una buona cosa!

a
an-cic 01 Jan 1970 @ 00:00

Le lfp non scoppiano e non prendono fuoco, parlare di batterie al litio senza specificare la chimica è come parlare del nulla

a
anka 01 Jan 1970 @ 00:00

Dubito che si tratti di resina termoplastica che, letteralmente, vuol dire "che rammollisce col calore"...

s
sk0rpi0n 01 Jan 1970 @ 00:00

Ottima spiegazione, in pratica serve per dare più tempo agli occupanti del veicolo per fuggire in caso di incendio.
In questo modo però stanno esplicitamente confermando che le elettriche hanno un problema non da poco...mi metto nei panni di un utente "normale": chi vorrebbe acquistare un'auto che in caso di incidente metta in pericolo la propria vita in maniera significativamente più grave rispetto all'incidente stesso (rispetto ad una termica)?

G
Ginomoscerino 01 Jan 1970 @ 00:00

"chi prima arriva meglio alloggia" prima portano sul mercato questo materiale e prima lo vendono a tutti e fanno i soldoni. (questo materiale se funziona e non costa uno sproposito finirà anche in altre applicazioni dove ora si usano altri materiali scoperti decenni fa).
le nuove tecnologie portano nuovi problemi e servono nuove soluzioni

k
kaom 01 Jan 1970 @ 00:00

Rispondo ad un pò di commenti letti qui sotto.
Purtroppo con la tecnologia a ioni di litio attuale il rischio incendio è inevitabile. Questi materiali termoresistenti sono fondamentali (come tutte le altri componenti) per produrre una batteria che anche nell'evento (estremo) di un incendio permetta agli occupati di fuggire, non di evitare il fenomeno come del resto indicato dell'articolo. I motivi della combustione si conoscono molto, molto bene e tutte le celle, di tutti i tipi se sono basate su un elettrolita liquido, posso prendere fuoco, anche le lfp (che è il materiale catodico ed è indipendente dall'elettrolita). La ricerca sulle batterie non infiammabili (aka "far smettere di prendere fuoco" come detto sotto) non solo c'è ma è una delle più grandi aree di interesse del momento, in cui si cerca di sostituire l'elettrolita liquido (un sale disciolto in un liquido organico, di solito a base di carbonato di etile molto infammabile) con materiali solidi (ossidi e solfuri solidi, gel-polymers, ceramics) e rispetto a solo 5 anni fa sono stai fatti progressi che permetteranno l'uscita sul mercato (per pack grandi, batterie piccole sono già commerciabili) entro il decennio.
Le esplosioni accadono solo per l'effetto del thermal runaway che è un aumento della temperatura esponenziale che porta alla volatilizzare l'elettrolita e quindi all'esplosione. Con questi materiali non si esclude il fenomeno ma solo lo si ritarda, come detto sopra, cosa comunque fondamentale per salvare gli occupanti. E non è una ricerca "improvvisa", è una problematica chimicamente e ingegneristicamente estremamente complessa, soprattutto su pack di 100/150 kWh perchè il calore prodotto dal thermal runaway ha una crescita esponenziale, non lineare, rispetto alla quantità di elettrolita (e quindi di celle) nel pacco.

s
sk0rpi0n 01 Jan 1970 @ 00:00

Il problema non è solamente dato dal calore: le batterie (se avete visto alcuni video in merito) esplodono, per quanto possa essere un materiale termoresistente è molto improbabile che resista anche ad un esplosione nonostante affermino che "ha resistito ad una forte pressione" (tra l'altro senza specificare numericamente quanto): trattasi di una fibra termoplastica, per quanto si possa magari realizzare un contenitore della batteria di questo materiale dubito fortemente possa contenere un implosione a catena delle celle interne.
Secondariamente: tutti i media allineati affermano che gli incendi sulle elettriche sono rari, che accadono meno delle termiche, bla bla bla via dicendo; com'è allora che una delle più grandi aziende chimiche al mondo si occupa improvvisamente di trovare una soluzione per risolvere questa problematica...?

C
Corryg 01 Jan 1970 @ 00:00

è solo una dimostrazione.. la ricerca che ridurre al minimo il rischio di incendio prosegue anche se non fanno annunci.. come la ricerca per altre forme di accumolo di energia
si provano variue soluzioni e la più efficace (costo efficente) invaderà il mercato

E
Ergi Cela 01 Jan 1970 @ 00:00

Sul primo punto non ci riescono e si punta sul secondo

E
Ergi Cela 01 Jan 1970 @ 00:00

Forse perché hanno delle vendite troppo basse e stanno perdendo colpi

a
an-cic 01 Jan 1970 @ 00:00

Non di tutte, dipende dalla chimica. Le lfp non possono prendere fuoco

e
erdarkos 01 Jan 1970 @ 00:00

la cosa che fa ridere non è fanno ricerca per far smettere di far prendere fuoco alla batterie...fanno ricerca per tentare si salvare le auto dall'autocombustuione senza apparenti motivi. Giusto per far capire agli elettricari che un incendio di una elettrica non è come un incendio di una termica a cui per scarsa manutenzione piglia fuoco l'auto.

J
Jotaro 01 Jan 1970 @ 00:00

Ma strano che un'aziendona come questa si metta a tentare di risolvere un piccolissimo problema delle elettriche.
/s