Ejer du en bærbar computer, telefon eller wearable fremstillet engang efter midten af 90'erne? Chancerne er, at det genopladelige batteri indeni bruger lithium-ion-teknologi. Lithium-ion-batterier er kommet til at dominere elektronikmarkedet på grund af deres energitæthed og omkostningseffektivitet. Men teknologien er ikke uden sine skræmmende ulemper; som det fremgår af eksploderende telefoner og bærbare computere, jordforbundne fly og brændende bilulykker, lithium-ion-batterier kunne være meget sikrere.
Det var fokus for en nylig undersøgelse fra Stanford University beskrevet i tidsskriftet Naturkommunikation. Holdet, ledet af lektor i materialevidenskab og teknik ved Stanford Yi Cui, arbejdede på at udvikle et "smart" lithium-ion-batteri, der opdager problemer, før de bliver eksplosive.
Anbefalede videoer
Relaterede:Undersøgelse siger, at prisen på lithium-ion-batterier kan falde med to tredjedele
Hvert batteri, lithium-ion eller ej, indeholder en negativt ladet anode og en positivt ladet katode. Holdes adskilt af en tynd skive polymer, arbejder de på at generere elektricitet fra ionerne af elektrolytten, som rejser mellem dem. Ting begynder at gå galt, Cui
fortalte Fysisk Org, når fabrikationsfejl eller forkert opladning får polymerseparatoren til at svigte. Lithiumioner klumper sig sammen i strukturer kaldet dendritter, som kommer i kontakt med katoden og kortslutter batteriet (eller værre).Processen er uopdagelig i konventionelle lithium-ion-batterier, men Cui og hans team udviklede en overvågningsmekanisme, der bruger en "smartere" adskillende polymer. Ved at tilføje et mikroskopisk lag kobber på den ene side af polymeren var de i stand til at måle forskel i spænding mellem anoden og separatoren, som falder, når dendritter bevæger sig mod katode.
Opmuntrende sagde Cui, at holdets udvikling er materialeagnostisk. "Det vil fungere i ethvert batteri, der ville kræve, at du opdager en kortslutning, før det eksploderer," sagde hun.
Denys Zhuo, co-lead forfatter af undersøgelsen, sagde yderligere forfining af metoden kunne købe afgørende tid i missionskritiske scenarier. "Når du ser røg eller brand, skal du lukke [batteriet] ned med det samme. Du har måske ikke tid til at flygte. Hvis du ville fejle på siden af at være mere sikker, kunne du lægge kobberlaget tættere på anoden. Det ville fortælle dig endnu hurtigere, hvornår et batteri sandsynligvis vil svigte."
Relaterede:Tyskerne skaber lithium-ion EV-batterier, der kan holde i over 25 år
Selvom omkostningerne ved implementeringen kan hæmme overtagelsen af teamets teknologi, skal du ikke blive overrasket, hvis din fremtidige smartphone, elbil eller wearable advarer dig om, hvornår du skal smide dit batteri ud.
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.
