Bezpieczny i niezawodny akumulator litowo-jonowy
„Zaprojektowaliśmy pierwszy akumulator, który można wyłączyć i regenerować bez konieczności powtarzania cykli ogrzewania i chłodzenia pogarszające wydajność” – powiedział Zhenan Bao, profesor inżynierii chemicznej i jeden z badaczy, w: oświadczenie.
Wszyscy wiemy, że ostre szturchnięcie, krótkie lub nawet przeładowanie może spowodować przegrzanie akumulatora litowo-jonowego. W temperaturze około 300 stopni Fahrenheita żel elektrolitowy przenoszący cząsteczki pomiędzy dwiema elektrodami standardowego akumulatora litowo-jonowego może się zapalić, a następnie wybuchnie dynamit.
Powiązany
- Litowo-jonowy to dopiero początek. Oto rzut oka na przyszłość baterii
- Nowa konstrukcja akumulatora może oznaczać ładowanie pojazdów elektrycznych w zaledwie 10 minut
- Pojemność baterii smartfona można zwiększyć stosując materiał nanochain
Projektanci wypróbowali dodatki zmniejszające palność do elektrolitu i rozwiązania tak proste, jak system ostrzegania o akumulatorze (również stworzony przez inżyniera ze Stanford w 2014 r.). Problem w tym, że te poprawki były jednorazowe. „Te techniki są nieodwracalne, więc ciasto po przegrzaniu przestaje działać”. Wyjaśnił współautor Yi Cui.
Polecane filmy
Ok może laptopy w ostatnich latach nie zachwycały, ale „hoverboardy” tak często pojawiały się w wiadomościach jako stwarzające zagrożenie pożarowe, że nie są dozwolone nawet w dużych liniach lotniczych. Nowa nakładka z tworzywa sztucznego wypełniona niklem została zaprojektowana tak, aby zapobiegać wybuchowi płomienia akumulatorów. Nowy akumulator z tą nakładką wyłączy się w przypadku przegrzania, zapobiegając spalaniu.
Eksperyment polegał na pokryciu cząstek niklu grafenem i atomem węgla, a następnie zatopieniu ich w elastycznym polietylenie. „Aby przewodzić prąd, kolczaste cząsteczki [niklu] muszą się fizycznie stykać. Ale podczas rozszerzalności cieplnej polietylen rozciąga się. Powoduje to, że cząstki rozdzielają się, tworząc warstwę nieprzewodzącą, przez co prąd nie może już przepływać przez akumulator”.
Naukowcy użyli opalarki na gorące powietrze, aby zwiększyć temperaturę i za każdym razem, gdy akumulator reagował tak, jak powinien – gdy akumulator osiągnął temperaturę około 160 stopni, folia rozszerzała się i wyłączała akumulator. Gdy akumulator ostygł, cząsteczki ponownie się zetknęły i akumulator zaczął ponownie działać. „Możemy nawet ustawić wyższą lub niższą temperaturę w zależności od tego, ile cząstek wprowadzimy lub jaki rodzaj materiałów polimerowych wybierzemy” – powiedział Bao. „Możemy chcieć, aby akumulator wyłączył się w temperaturze 50 stopni Celsjusza [około 120 stopni Fahrenheita] lub 100°C [około 210 F]”.
Krajowe Laboratorium Akceleratorów SLAC i Instytut Energetyki Precourt przy ul Stanford wspierał te badania. Zespół opublikował wyniki w Energia Natury. Producenci „hoverboardów” powinni podziękować, mimo że minie trochę czasu, zanim technologia ta dotrze do konsumentów.
Zalecenia redaktorów
- Bezpieczna bateria grafenowa nie zapali się niespodziewanie tak jak bateria litowo-jonowa
- MIT stwierdza, że osiągnięcie tak przystępnej cenowo pojazdów elektrycznych może zająć dużo czasu
- Kilkadziesiąt lat później wynalazcy baterii litowo-jonowych zdobyli Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii
- Te inteligentne akumulatory ładują się w czasie krótszym niż 2 godziny i mają dłuższą żywotność niż standardowe akumulatory litowo-jonowe
- Spacer kosmiczny zakończył się sukcesem, podczas którego astronauci modernizują baterie na ISS
Ulepsz swój styl życiaDigital Trends pomaga czytelnikom śledzić szybko rozwijający się świat technologii dzięki najnowszym wiadomościom, zabawnym recenzjom produktów, wnikliwym artykułom redakcyjnym i jedynym w swoim rodzaju zajawkom.
