90년대 중반 이후에 제조된 노트북, 휴대폰 또는 웨어러블을 소유하고 계십니까? 아마도 내부에 있는 충전식 배터리는 리튬 이온 기술을 사용하고 있을 것입니다. 리튬이온 배터리는 에너지 밀도와 비용 효율성으로 인해 전자제품 시장을 장악하게 되었습니다. 하지만 이 기술에는 무서운 단점이 없는 것은 아닙니다. 휴대폰과 노트북이 폭발하고, 지상에 착륙한 비행기가 폭발하는 등의 사례에서 알 수 있듯이 불 같은 교통사고, 리튬 이온 배터리는 훨씬 더 안전할 수 있습니다.
이는 저널에 기술된 최근 스탠포드 대학 연구의 초점이었습니다. 네이처커뮤니케이션즈. Stanford Yi Cui 재료공학과 부교수가 이끄는 팀은 폭발하기 전에 문제를 감지하는 "스마트" 리튬 이온 배터리를 개발하기 위해 노력했습니다.
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리튬 이온 여부에 관계없이 모든 배터리에는 음으로 충전된 양극과 양으로 충전된 음극이 포함되어 있습니다. 얇은 폴리머 조각으로 분리되어 있는 이 폴리머는 폴리머 사이를 이동하는 전해질 이온에서 전기를 생성합니다. 일이 잘못되기 시작해요, Cui 말했다 물리 조직, 제조 결함이나 부적절한 충전으로 인해 폴리머 분리기가 작동하지 않는 경우. 리튬 이온은 수상돌기(dendrites)라고 불리는 구조로 덩어리져 음극과 접촉하여 배터리를 단락시킵니다.
이 과정은 기존 리튬 이온 배터리에서는 감지할 수 없지만 Cui와 그의 팀은 "더 스마트한" 분리 폴리머를 사용하는 모니터링 메커니즘을 개발했습니다. 폴리머의 한 면에 미세한 구리 층을 추가함으로써 그들은 측정할 수 있었습니다. 양극과 분리막 사이의 전압 차이는 수상돌기가 양극으로 이동함에 따라 감소합니다. 음극.
고무적으로 Cui는 팀의 개발이 재료에 구애받지 않는다고 말했습니다. “폭발하기 전에 단락을 감지해야 하는 모든 배터리에서 작동할 것입니다.”라고 그녀는 말했습니다.
이번 연구의 공동 저자인 Denys Zhuo는 이 방법을 더욱 개선하면 미션 크리티컬 시나리오에서 중요한 시간을 벌 수 있다고 말했습니다. “연기나 불이 나면 즉시 [배터리]를 꺼야 합니다. 탈출할 시간이 없을 수도 있습니다. 더 안전하다는 측면에서 실수를 하고 싶다면 구리 층을 양극에 더 가깝게 배치할 수 있습니다. 그러면 배터리가 고장날 가능성이 있는 시기를 더 빨리 알 수 있습니다.”
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구현 비용이 팀의 기술 채택을 방해할 수 있지만 미래의 스마트폰, 전기 자동차 또는 웨어러블이 배터리를 폐기할 시기를 경고하더라도 놀라지 마십시오.
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