Yüzde 100, 99, 98, 97 – dizüstü bilgisayarlar ve akıllı telefonlar kapalıyken bile piller, depoladıkları elektriğin küçük bir kısmını kaybeder. Kanada Halifax’taki Dalhousie Üniversitesi’nden Michael Metzger liderliğindeki Kanadalı bilim adamları, şimdi lityum-iyon pillerin bu istenmeyen kendi kendine boşalmasına bir neden buldular. Bunları “Journal of The Electrochemical Society”de sunuyorlar: Elektrotları bir arada tutan basit yapışkan bant ısıtıldığında ayrışır ve sözde redoks mekikleri oluşturur. Bu moleküller katotta elektronları kabul edebilir ve onları anoda taşıyabilir. Bu, yavaş ama istikrarlı bir şekilde pillerin şarj seviyesini azaltır.
Çeşitli deneylerde, araştırmacılar piyasada bulunan lityum demir fosfat (LFP) ve nikel manganez kobalt oksit (NMC811) bazlı lityum iyon pilleri incelediler. Sıcaklık 25 ila 70 santigrat dereceye yükseldiğinde sürekli kendi kendine deşarj olduğunu kaydettiler. Sıvı elektrolitin güçlü kırmızı rengi onları şaşırttı. Bu sıvı, oda sıcaklığında berrak bir şekilde berrak kaldı, 55 derecede hafif kahverengimsi ve nihayet 70 derecede kan kırmızısı oldu.
Pilin etkin olmayan bileşenlerinin görünümü
Kimyasal analizler lekelenmenin nedenini ortaya çıkardı. Plastik polietilen tereftalatın (PET) yaygın, ucuz ve kararlı bir ayrışma ürünü olan dimetil tereftalat (DMT) molekülüydü. Bununla birlikte, bir pilin elektrokimyasal olarak aktif bileşenlerinde PET kullanılmaz. Ancak Metzger ve meslektaşları aradıklarını, test edilen pillerin ayrı ayrı elektrotlarını bir arada tutan koli bandında buldular. Metzger, “Bunu hiç beklemiyorduk. Çünkü hiç kimse bir pilin etkin olmayan bileşenlerine bakmadı” diyor.
Bu keşif, yalnızca tüketiciler için değil, aynı zamanda lityum iyon pil üreticileri için de büyük önem taşıyabilir. Metzger, yapışkan PET filmlerin günümüzde birçok pilde kullanıldığından şüpheleniyor. Bununla birlikte, imalatçıların kendileri, imalat işlemlerinin bu tür ayrıntılarını açıklamamaktadır. Metzger, “Bu nedenle, şu anda laboratuvarımızda bulunan her türden ticari pili açıyoruz ve yapışkan filmlerin kimyasal bileşimini analiz ediyoruz” diyor. İlk izlenimi: “PET şaşırtıcı derecede yaygın.”
Kendi kendine deşarja karşı basit çözüm
Bilim adamları, bu çalışma dizisinin ayrıntılı sonuçlarını çok yakında yayınlamayı planlıyorlar. En geç o zamana kadar, çeşitli pil üreticilerinin ilgisini çekeceğinizden emin olabilirsiniz. Ancak Metzger’in deneyleri, sıvı elektrolite biraz vinilen karbonat eklenerek istenmeyen redoks mekiklerinin oluşumunun bastırıldığını da gösterdi.
Bu basit çözüm yeterli olmazsa, üretim hatlarının diğer, daha az kritik plastiklerle yapılmış yapışkan filmlere geçmesi pek olası değildir. Tam olarak hangi malzemeler olacağı henüz belli değil. Sorumlu üreticiler, basit bir ambalaj malzemesi ile bir pilin işlevsel parçası arasındaki fark edilmeyen etkileşimlerle tekrar şaşırmamak için çok sayıda ön test yapmadan yapamazlar.
(jle)
Haberin Sonu
Çeşitli deneylerde, araştırmacılar piyasada bulunan lityum demir fosfat (LFP) ve nikel manganez kobalt oksit (NMC811) bazlı lityum iyon pilleri incelediler. Sıcaklık 25 ila 70 santigrat dereceye yükseldiğinde sürekli kendi kendine deşarj olduğunu kaydettiler. Sıvı elektrolitin güçlü kırmızı rengi onları şaşırttı. Bu sıvı, oda sıcaklığında berrak bir şekilde berrak kaldı, 55 derecede hafif kahverengimsi ve nihayet 70 derecede kan kırmızısı oldu.
Pilin etkin olmayan bileşenlerinin görünümü
Kimyasal analizler lekelenmenin nedenini ortaya çıkardı. Plastik polietilen tereftalatın (PET) yaygın, ucuz ve kararlı bir ayrışma ürünü olan dimetil tereftalat (DMT) molekülüydü. Bununla birlikte, bir pilin elektrokimyasal olarak aktif bileşenlerinde PET kullanılmaz. Ancak Metzger ve meslektaşları aradıklarını, test edilen pillerin ayrı ayrı elektrotlarını bir arada tutan koli bandında buldular. Metzger, “Bunu hiç beklemiyorduk. Çünkü hiç kimse bir pilin etkin olmayan bileşenlerine bakmadı” diyor.
Bu keşif, yalnızca tüketiciler için değil, aynı zamanda lityum iyon pil üreticileri için de büyük önem taşıyabilir. Metzger, yapışkan PET filmlerin günümüzde birçok pilde kullanıldığından şüpheleniyor. Bununla birlikte, imalatçıların kendileri, imalat işlemlerinin bu tür ayrıntılarını açıklamamaktadır. Metzger, “Bu nedenle, şu anda laboratuvarımızda bulunan her türden ticari pili açıyoruz ve yapışkan filmlerin kimyasal bileşimini analiz ediyoruz” diyor. İlk izlenimi: “PET şaşırtıcı derecede yaygın.”
Kendi kendine deşarja karşı basit çözüm
Bilim adamları, bu çalışma dizisinin ayrıntılı sonuçlarını çok yakında yayınlamayı planlıyorlar. En geç o zamana kadar, çeşitli pil üreticilerinin ilgisini çekeceğinizden emin olabilirsiniz. Ancak Metzger’in deneyleri, sıvı elektrolite biraz vinilen karbonat eklenerek istenmeyen redoks mekiklerinin oluşumunun bastırıldığını da gösterdi.
Bu basit çözüm yeterli olmazsa, üretim hatlarının diğer, daha az kritik plastiklerle yapılmış yapışkan filmlere geçmesi pek olası değildir. Tam olarak hangi malzemeler olacağı henüz belli değil. Sorumlu üreticiler, basit bir ambalaj malzemesi ile bir pilin işlevsel parçası arasındaki fark edilmeyen etkileşimlerle tekrar şaşırmamak için çok sayıda ön test yapmadan yapamazlar.
(jle)
Haberin Sonu