Sikkert og pålitelig litium-ion-batteri
"Vi har designet det første batteriet som kan slås av og gjenopplives over gjentatte oppvarmings- og kjølesykluser uten kompromittere ytelsen," sa Zhenan Bao, professor i kjemiteknikk og en av studieforskerne, i en uttalelse.
Vi vet alle at et skarpt stikk, en kortslutning eller til og med overlading kan føre til at et litiumionbatteri overopphetes. Ved omtrent 300 grader Farenheit kan elektrolyttgelen som bærer partikler mellom de to elektrodene til standard litium-ion-batteriet antennes, og deretter bom går dynamitten.
I slekt
- Litium-ion er bare begynnelsen. Her er en titt på fremtiden for batterier
- Ny batteridesign kan bety at elbiler lades på bare 10 minutter
- Batterikapasiteten til smarttelefonen kan økes ved å bruke nanokjedemateriale
Designere har prøvd flammehemmende tillegg til elektrolytten, og ting så enkelt som et batterivarslingssystem (også laget av en Stanford-ingeniør, tilbake i 2014). Problemet var at de rettelsene var engangs. "Disse teknikkene er irreversible, så røren er ikke lenger funksjonell etter at den overopphetes." Medforfatter Yi Cui forklarte.
Anbefalte videoer
Ok, kanskje bærbare datamaskiner har ikke blåst beina av seg de siste årene, men "hoverboards" har gjort nyhetene som brannfare så ofte at de ikke engang er tillatt på store flyselskaper. Det nye nikkelfylte plastoverlegget ble designet for å forhindre at batterier sprenges i flammer. Et nytt batteri med dette overlegget vil slå seg av når det overopphetes, og forhindrer forbrenning.
Eksperimentet innebar å belegge nikkelpartiklene med grafen og et karbonatom, og deretter legge dem inn i elastisk polyetylen. "For å lede elektrisitet må de piggete partiklene [av nikkel] fysisk berøre hverandre. Men under termisk ekspansjon strekker polyetylen seg. Det får partiklene til å spre seg fra hverandre, noe som gjør filmen ikke-ledende slik at elektrisitet ikke lenger kan strømme gjennom batteriet."
Forskerne brukte en varmluftspistol for å skru opp tempen, og hver gang batteriet reagerte som det skulle – når batteriet traff omtrent 160 grader, utvidet filmen seg og slo av batteriet. Når batteriet ble avkjølt, kom partiklene tilbake i kontakt da batteriet begynte å fungere igjen. "Vi kan til og med justere temperaturen høyere eller lavere avhengig av hvor mange partikler vi legger inn eller hvilken type polymermaterialer vi velger," sa Bao. "Vi vil kanskje at batteriet skal slå seg av ved 50 grader Celsius [omtrent 120 grader Fahrenheit] eller 100 C [omtrent 210 F]."
SLAC National Accelerator Laboratory og Precourt Institute for Energy kl Stanford støttet denne forskningen. Teamet publiserte resultatene i Naturenergi. "Hoverboard"-produsenter bør si takk, selv om det vil ta en stund før denne teknologien kommer til forbrukerne.
Redaktørenes anbefalinger
- Sikkert grafenbatteri vil ikke uventet bryte opp i flammer som litiumion
- MIT finner ut at det kan ta lang tid før elbiler er så rimelige som du ønsker
- Tiår senere vinner oppfinnerne av litium-ion-batterier Nobelprisen i kjemi
- Disse smarte batteriene lades opp på under 2 timer og varer lenger enn standard litium-ion
- Romvandring en suksess da astronauter oppgraderer batteriene på ISS
Oppgrader livsstilen dinDigitale trender hjelper leserne å følge med på den fartsfylte teknologiverdenen med alle de siste nyhetene, morsomme produktanmeldelser, innsiktsfulle redaksjoner og unike sniktitter.
