Eier du en bærbar datamaskin, telefon eller wearable produsert en gang etter midten av 90-tallet? Sjansen er stor for at det oppladbare batteriet inne i den bruker litiumionteknologi. Litium-ion-batterier har kommet til å dominere elektronikkmarkedet på grunn av deres energitetthet og kostnadseffektivitet. Men teknologien er ikke uten sine skremmende ulemper; som bevist av eksploderende telefoner og bærbare datamaskiner, jordete fly og brennende bilulykkerLitium-ion-batterier kan være mye tryggere.
Det var fokuset i en nylig studie fra Stanford University beskrevet i tidsskriftet Naturkommunikasjon. Teamet, ledet av førsteamanuensis i materialvitenskap og ingeniørvitenskap ved Stanford Yi Cui, jobbet med å utvikle et "smart" litiumionbatteri som oppdager problemer før de blir eksplosive.
Anbefalte videoer
I slekt:Studien sier at prisen på litiumionbatterier kan falle med to tredjedeler
Hvert batteri, litiumion eller ikke, inneholder en negativt ladet anode og en positivt ladet katode. Holdt atskilt av en tynn skive polymer, arbeider de for å generere elektrisitet fra ionene i elektrolytten som beveger seg mellom dem. Ting begynner å gå galt, Cui
fortalte Phys Org, når produksjonsfeil eller feil lading fører til at polymerseparatoren svikter. Litiumioner klumper seg til strukturer kalt dendritter, som kommer i kontakt med katoden og kortslutter batteriet (eller verre).Prosessen er uoppdagelig i konvensjonelle litium-ion-batterier, men Cui og teamet hans utviklet en overvåkingsmekanisme som bruker en "smartere" separerende polymer. Ved å legge til et mikroskopisk lag av kobber på den ene siden av polymeren, var de i stand til å måle forskjell i spenning mellom anode og separator, som avtar når dendritter beveger seg mot katode.
Oppmuntrende nok sa Cui at teamets utvikling er materialagnostisk. "Det vil fungere i alle batterier som krever at du oppdager en kortslutning før den eksploderer," sa hun.
Denys Zhuo, medforfatter av studien, sa at ytterligere foredling av metoden kan kjøpe avgjørende tid i oppdragskritiske scenarier. «Når du ser røyk eller brann, må du slå av [batteriet] umiddelbart. Du har kanskje ikke tid til å rømme. Hvis du ville feile på siden av å være tryggere, kan du legge kobberlaget nærmere anoden. Det vil fortelle deg enda raskere når et batteri sannsynligvis vil svikte."
I slekt:Tyskerne lager litium-ion EV-batterier som kan vare i over 25 år
Selv om kostnadene ved implementering kan hemme bruken av teamets teknologi, ikke bli overrasket om din fremtidige smarttelefon, elbil eller bærbare enhet advarer deg når du skal kaste ut batteriet.
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.
