차세대 리튬 이온 배터리는 폭발하지 않습니다

“우리는 반복적인 가열 및 냉각 주기 동안 전원을 끄고 다시 사용할 수 있는 최초의 배터리를 설계했습니다. 성능이 저하됩니다.”라고 화학 공학 교수이자 연구 연구원 중 한 명인 Zhenan Bao는 말했습니다. 성명.

날카로운 찌르기, 단락 또는 과충전으로 인해 리튬 이온 배터리가 과열될 수 있다는 것은 모두 알고 있습니다. 화씨 약 300도에서 표준 리튬 이온 배터리의 두 전극 사이에 입자를 운반하는 전해질 젤이 발화될 수 있으며 그 후 다이너마이트가 붐을 일으킬 수 있습니다.

설계자들은 전해질에 난연성을 추가하고 배터리 경고 시스템(역시 2014년에 스탠포드 엔지니어가 개발함)과 같은 간단한 것을 시도했습니다. 문제는 이러한 수정 사항이 일회성이라는 것입니다. "이러한 기술은 되돌릴 수 없으므로 과열된 반죽은 더 이상 작동하지 않습니다." 공동저자인 Yi Cui가 설명했습니다.

알았어, 아마도 노트북 최근 몇 년간 큰 충격을 받은 적은 없지만, "호버보드"는 화재 위험이 너무 자주 뉴스에 등장하여 주요 항공사에서도 허용되지 않습니다. 새로운 니켈로 채워진 플라스틱 오버레이는 배터리가 화염에 휩싸이는 것을 방지하도록 설계되었습니다. 이 오버레이가 있는 새 배터리는 과열되면 전원이 차단되어 연소를 방지합니다.

실험에서는 니켈 입자를 그래핀과 탄소 원자로 코팅한 다음 이를 탄성 폴리에틸렌에 삽입하는 작업이 포함되었습니다. “전기를 전도하려면 뾰족한 [니켈] 입자가 물리적으로 서로 접촉해야 합니다. 그러나 열팽창 중에는 폴리에틸렌이 늘어납니다. 이로 인해 입자가 분산되어 필름이 비전도성을 갖게 되어 더 이상 배터리를 통해 전기가 흐를 수 없게 됩니다.”

연구원들은 온도를 높이기 위해 열풍총을 사용했고, 배터리가 정상적으로 반응할 때마다 배터리가 약 160도에 도달하면 필름이 팽창하여 배터리를 차단했습니다. 배터리가 냉각되면 입자가 다시 접촉하여 배터리가 다시 작동하기 시작했습니다. Bao는 "우리가 넣는 입자 수나 선택하는 폴리머 재료의 유형에 따라 온도를 더 높이거나 낮출 수도 있습니다."라고 말했습니다. "우리는 섭씨 50도(화씨 약 120도) 또는 100C(화씨 약 210도)에서 배터리가 꺼지길 원할 수도 있습니다."

SLAC 국립 가속기 연구소(National Accelerator Laboratory) 및 프리코트 에너지 연구소(Precourt Institute for Energy) 스탠포드는 ​​이 연구를 지지했습니다. 팀은 결과를 발표했습니다. 자연 에너지. “호버보드” 제조업체는 이 기술이 소비자에게 적용되기까지는 시간이 좀 걸리더라도 감사하다고 말해야 합니다.

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