Biztonságosabb lítium-ion akkumulátorok: új elektrolit anyag a tűzveszély csökkentésére

okt 27, 2025 | Tech

A lítium-ion akkumulátorok ma már szinte minden modern eszköz, például okostelefonok, laptopok és elektromos autók alapvető energiaforrásai. Ezek az akkumulátorok azonban bizonyos körülmények között, például ha megsérülnek vagy átszúródnak, veszélyes tüzeket vagy akár robbanásokat is okozhatnak. Egy új kutatás azonban áttörést hozhat ezen a területen: egyetlen anyagcserével az elektrolitban jelentősen csökkenthető az ilyen balesetek kockázata, miközben a gyártás folyamata nem változik.

A hagyományos lítium-ion akkumulátorok felépítése és működése

A jelenleg használt lítium-ion akkumulátorok három fő összetevőből állnak:

  • Grafit elektróda: az anód szerepét tölti be.
  • Fém-oxid elektróda: a katód, amely a lítiumionokat fogadja és leadja.
  • Elektrolit: egy folyékony oldat, amelyben lítium-só oldódik, és lehetővé teszi az ionok áramlását az elektródák között.

Az elektrolit folyadék biztosítja, hogy az ionok egy irányba áramoljanak töltés közben, majd fordított irányba kisütéskor, így energiát szolgáltatva az eszközöknek. Ez a folyékony közeg azonban egyben gyenge pont is: ha az akkumulátor megsérül vagy átszúródik, rövidzárlat keletkezhet, ami gyors energiafelszabaduláshoz vezet.

A tűzesetek oka: a termikus runaway folyamat

Amikor az akkumulátort átszúrják vagy megrongálják, a benne tárolt kémiai energia hirtelen szabadul fel. Ennek hátterében egy termikus runaway, vagyis hőfutás nevű folyamat áll. Ez akkor indul be, amikor a negatív töltésű ionok (anionok) elszakadnak a lítiummal alkotott kötéseiktől. A kötés szakadása további hőt termel, ami tovább bontja a kötéseket, így egy önfenntartó és gyorsan terjedő hőfelszabadulási ciklus alakul ki.

Az új elektrolit anyag: hogyan működik és miért biztonságosabb?

A Hongkongi Kínai Egyetem kutatócsoportja, Yue Sun vezetésével egy olyan új elektrolitot fejlesztett ki, amely megakadályozza ezt a veszélyes láncreakciót. Az új összetevő neve lítium bis(fluoroszulfonil)imid, amely egy második oldószerként működik az akkumulátorban.

Ez az anyag csak magasabb hőmérsékleten – amikor már elkezdődne a termikus runaway – lép kölcsönhatásba a lítiummal az eredeti oldószerből. Fontos különbség azonban, hogy ebben az új oldószerben nem alakulnak ki anion-lítium kötések, így nem jöhet létre az önfenntartó hőfelszabadulási ciklus.

Gyakorlatban mit jelent ez?

Egy egyszerű teszt során, amikor egy szöget szúrtak át az akkumulátoron:

  • Hagyományos akkumulátor: belső hőmérséklete akár 500°C fölé emelkedett.
  • Új elektrolitos akkumulátor: mindössze 3,5°C-os hőmérséklet-emelkedést tapasztaltak.

Ezzel jelentősen csökken annak esélye, hogy az átszúrás tűzesetet vagy robbanást okozzon.

Szakértői vélemény és jövőbeli kilátások

„A probléma gyökere az anion,” magyarázza Gary Leeke professzor a brit Birmingham Egyetemről. „Ezeknek az ionoknak nagy kötési energiájuk van, és amikor ezek a kötések megszakadnak, elindítják a termikus runaway folyamatot. Az új elektrolit izolálja ezt a ‘rosszfiút’ ebből a folyamatból – ez hatalmas előrelépés az akkumulátorbiztonság terén.”

A kutatók azt is megállapították, hogy az új elektrolitos akkumulátorok hosszú távon is versenyképesek: 4100 óra használat után még mindig 82%-os kapacitást tartanak meg. Ez azt jelenti, hogy nemcsak biztonságosabbak, hanem tartósak is maradnak.

A szakértők szerint ez az innováció akár már három-öt éven belül beépülhet a következő generációs lítium-ion akkumulátorok tömeggyártásába, így hamarosan biztonságosabb eszközöket használhatunk mindennapjainkban.

Összegzés

A Hongkongi Kínai Egyetem kutatóinak áttörése jelentős lépést jelenthet a lítium-ion akkumulátorok biztonságának növelésében. Egyetlen anyagcsere – az elektrolit összetételének módosítása – képes megakadályozni a veszélyes termikus runaway folyamatot és ezzel együtt a tűzeseteket és robbanásokat. Ez nemcsak növeli felhasználói biztonságot, hanem lehetőséget teremt arra is, hogy továbbra is széles körben alkalmazzuk ezt a technológiát okostelefonjainkban, laptopjainkban és elektromos járműveinkben.

Forrás: https://www.newscientist.com/article/2500381-tweaked-lithium-ion-battery-can-be-pierced-without-catching-fire/

Halo: Campaign Evolved és az amerikai kormány vitatott propagandája

Halo: Campaign Evolved bejelentése után nem sokkal az Egyesült Államok kormánya váratlanul felhasználta a játék képi világát, hogy népszerűsítse a több millió ember kitoloncolására irányuló erőfeszítéseit. Ez az eset egy újabb példája annak a mintának, amelyet a...

Halo: Campaign Evolved és az amerikai kormány vitatott propagandája

Halo: Campaign Evolved bejelentése után nem sokkal az Egyesült Államok kormánya váratlanul felhasználta a játék képi világát, hogy népszerűsítse a több millió ember kitoloncolására irányuló erőfeszítéseit. Ez az eset egy újabb példája annak a mintának, amelyet a...

A Fed kvantitatív szigorításának vége: mit jelent a Standing Repo Facility szerepe?

Kvantitatív szigorítás (QT) befejezésére számítanak az elemzők a Federal Reserve (Fed) közelgő ülésén, amely az idei év egyik legfontosabb monetáris eseménye lehet. Az előrejelzéseket erősítette Jerome Powell Fed-elnök korábbi nyilatkozata, amelyben utalt arra, hogy a...

A Federal Reserve új korszakot nyit a pénzügyi rendszerben

A pénzügyi rendszer egy korszakának vége közeleg, és egy új időszak kezdődik. Az Egyesült Államok központi bankja, a Federal Reserve (Fed) az elmúlt években jelentős mennyiségű államkötvényt és jelzálogfedezetű értékpapírt vásárolt, hogy ösztönözze a gazdaságot a...

Bakteriofágok és gazdasejt receptorok: mechanizmusok, alkalmazások és géntérképezés

A baktériumokat fertőző vírusok, azaz bakteriofágok, kulcsszerepet játszanak a mikrobiológiai kutatásokban és az orvosi biotechnológiában. Az elmúlt évtizedekben számos tanulmány vizsgálta a bakteriofágok gazdasejtjeikkel való kölcsönhatását, különösen a...

Virginia, az adatközpontok globális fővárosa: fejlődés, kihívások és jövőkép

Virginia állam, különösen Észak-Virginia, mára a világ vezető adatközponti régiójává vált. Az internet és a mesterséges intelligencia (AI) működését biztosító hatalmas számítógépek otthona ez a terület, amely Washington D.C. külvárosi megyéiben terül el. De hogyan...

Az Egyesült Államok nemzeti adóssága rekordsebességgel növekszik – IMF előrejelzés és következmények

Az Egyesült Államok nemzeti adóssága jelenleg soha nem látott ütemben emelkedik, amelynek egyik fő mozgatórugója az idei év elején a republikánusok által elfogadott „One Big Beautiful Bill” (Egy Nagy Szép Törvény) volt. Az IMF legfrissebb előrejelzése szerint az USA...

Kerékpáros „majdnem balesetek” térképezése Londonban – UCL kutatás a közlekedésbiztonság javításáért

London kerékpáros közlekedésében bekövetkező „majdnem balesetek” típusait, helyszíneit és okait térképezték fel az University College London (UCL) kutatói egy innovatív tanulmányban, amely bukósisakra szerelt 360 fokos kamerák és GPS-eszközök segítségével követte...

New Jersey és az önkiszolgáló benzinkutak tilalma: hagyomány vagy védelem?

New Jersey az Egyesült Államok egyik legkülönlegesebb állama, ha a benzinkutak működéséről van szó. Míg az ország többi részén már évtizedek óta megszokott, hogy az autósok saját maguk tankolják meg járművüket, New Jersey-ben ez továbbra is tilos. Ez a különleges...

A mitokondriumok szerepe a sejten belüli kalciumjelzésben és annak élettani, valamint kórélettani vonatkozásai

A sejtek működésének egyik alapvető szabályozója a kalciumion (Ca2+) jelzés, amely nélkülözhetetlen a számos biológiai folyamatban, így az anyagcserében, az izomműködésben, az idegi ingerületátvitelben és a sejthalál mechanizmusában. A mitokondriumok – a sejt...

Tesla Autopilot baleset Illinoisban: alvó sofőr és rendőrautó ütközése

Az önvezető technológia és a valóság találkozása: Egy újabb Tesla Autopilot incidens rázta meg az autós világot Illinois államban, ahol egy sofőr azt állítja, hogy az Autopilot irányította a járművét, miközben ő maga elaludt a volán mögött. Az eset során a Tesla...