Bateria de íon de lítio segura e confiável
“Projetamos a primeira bateria que pode ser desligada e reativada após repetidos ciclos de aquecimento e resfriamento sem comprometendo o desempenho”, disse Zhenan Bao, professor de engenharia química e um dos pesquisadores do estudo, em um declaração.
Todos nós sabemos que um empurrão forte, um curto-circuito ou até mesmo uma sobrecarga pode causar superaquecimento de uma bateria de íon de lítio. A cerca de 300 graus Farenheit, o gel eletrolítico que transporta partículas entre os dois eletrodos da bateria padrão de íons de lítio pode pegar fogo e então explodir a dinamite.
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Os designers tentaram adições retardadoras de chama ao eletrólito e coisas tão simples como um sistema de alerta de bateria (também criado por um engenheiro de Stanford, em 2014). O problema era que essas correções eram únicas. “Essas técnicas são irreversíveis, então a massa não funciona mais depois de superaquecer.” O coautor Yi Cui explicou.
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OK talvez notebooks não têm explodido as pernas nos últimos anos, mas os “hoverboards” têm sido notícia como perigos de incêndio com tanta frequência que nem sequer são permitidos nas principais companhias aéreas. A nova cobertura plástica preenchida com níquel foi projetada para evitar que as baterias peguem fogo. Uma bateria nova com esta cobertura desligará quando superaquecer, evitando a combustão.
O experimento envolveu revestir as partículas de níquel com grafeno e um átomo de carbono e depois incorporá-las em polietileno elástico. “Para conduzir eletricidade, as partículas pontiagudas [de níquel] precisam se tocar fisicamente. Mas durante a expansão térmica, o polietileno estica. Isso faz com que as partículas se espalhem, tornando o filme não condutor, de modo que a eletricidade não possa mais fluir através da bateria.”
Os pesquisadores usaram uma pistola de ar quente para aumentar a temperatura, e cada vez que a bateria respondia como deveria – quando a bateria atingia cerca de 160 graus, o filme se expandia e desligava a bateria. Quando a bateria esfriou, as partículas voltaram a entrar em contato e a bateria começou a funcionar novamente. “Podemos até ajustar a temperatura para mais ou para menos, dependendo de quantas partículas colocamos ou do tipo de material polimérico que escolhemos”, disse Bao. “Podemos querer que a bateria desligue a 50 graus Celsius [cerca de 120 graus Fahrenheit] ou 100 C [cerca de 210 F].”
Laboratório Nacional de Aceleradores SLAC e Instituto Precourt de Energia em Stanford apoiou esta pesquisa. A equipe publicou os resultados em Energia da Natureza. Os fabricantes de “Hoverboard” deveriam agradecer, embora ainda demore um pouco até que esta tecnologia chegue aos consumidores.
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