Sikkert og pålideligt lithium-ion batteri
"Vi har designet det første batteri, der kan lukkes ned og genoplives over gentagne opvarmnings- og afkølingscyklusser uden kompromitterende ydeevne,” sagde Zhenan Bao, professor i kemiteknik og en af undersøgelsens forskere, i en udmelding.
Vi ved alle, at et skarpt stik, en kortslutning eller endda overopladning kan få et lithium-ion-batteri til at overophedes. Ved omkring 300 grader Farenheit kan elektrolytgelen, der transporterer partikler mellem de to elektroder på standard lithium-ion-batteriet, antændes, og derefter sprænger dynamitten.
Relaterede
- Lithium-ion er kun begyndelsen. Her er et kig på fremtiden for batterier
- Nyt batteridesign kan betyde, at elbiler oplades på kun 10 minutter
- Smartphones batterikapacitet kunne øges ved at bruge nanokædemateriale
Designere har prøvet flammehæmmende tilføjelser til elektrolytten, og ting så enkle som et batteriadvarselssystem (også skabt af en Stanford-ingeniør tilbage i 2014). Problemet var, at disse rettelser var en enkeltstående. "Disse teknikker er irreversible, så dejen er ikke længere funktionel, efter at den er overophedet." Medforfatter Yi Cui forklarede.
Anbefalede videoer
Okay, måske bærbare computere har ikke blæst benene af i de senere år, men "hoverboards" har været i nyhederne som brandfare så ofte, at de ikke engang er tilladt på store flyselskaber. Den nye nikkelfyldte plastikoverlay er designet til at forhindre batterier i at bryde i flammer. Et nyt batteri med denne overlejring vil lukke ned, når det overophedes, hvilket forhindrer forbrænding.
Eksperimentet involverede at belægge nikkelpartiklerne med grafen og et kulstofatom og derefter indlejre dem i elastisk polyethylen. "For at lede elektricitet skal de spidse partikler [af nikkel] fysisk røre hinanden. Men under termisk ekspansion strækkes polyethylen. Det får partiklerne til at spredes fra hinanden, hvilket gør filmen ikke-ledende, så elektricitet ikke længere kan strømme gennem batteriet."
Forskerne brugte en varmluftspistol til at skrue op for temperaturen, og hver gang reagerede batteriet, som det skulle - når batteriet ramte omkring 160 grader, udvidede filmen sig og lukkede batteriet ned. Da batteriet var afkølet, kom partiklerne i kontakt igen, da batteriet begyndte at virke igen. "Vi kan endda justere temperaturen højere eller lavere afhængigt af, hvor mange partikler vi putter i, eller hvilken type polymermaterialer vi vælger," sagde Bao. "Vi vil måske have batteriet til at lukke ned ved 50 grader Celsius [ca. 120 grader Fahrenheit] eller 100 C [ca. 210 F]."
SLAC National Accelerator Laboratory og Precourt Institute for Energy kl Stanford støttede denne forskning. Holdet offentliggjorde resultaterne i Naturenergi. "Hoverboard"-producenter bør sige tak, selvom det vil vare et stykke tid, før denne teknologi kommer til forbrugerne.
Redaktørens anbefalinger
- Sikkert grafenbatteri vil ikke uventet bryde i flammer som lithium-ion
- MIT finder, at det kan tage lang tid for elbiler at være så overkommelige, som du ønsker
- Årtier senere vinder opfindere af lithium-ion-batterier Nobelprisen i kemi
- Disse smarte batterier genoplades på under 2 timer og holder længere end standard lithium-ion
- Rumvandring en succes, da astronauter opgraderer batterierne på ISS
Opgrader din livsstilDigital Trends hjælper læserne med at holde styr på den hurtige teknologiske verden med alle de seneste nyheder, sjove produktanmeldelser, indsigtsfulde redaktionelle artikler og enestående smugkig.
