У вас есть ноутбук, телефон или носимое устройство, выпущенное где-то после середины 90-х? Скорее всего, перезаряжаемая батарея внутри него использует литий-ионную технологию. Литий-ионные аккумуляторы стали доминировать на рынке электроники благодаря своей плотности энергии и экономической эффективности. Но эта технология не лишена ужасающих недостатков; о чем свидетельствуют взрывающиеся телефоны и ноутбуки, приземлившиеся самолеты и огненные автомобильные авариилитий-ионные батареи могли бы быть намного безопаснее.
Это было предметом недавнего исследования Стэнфордского университета, описанного в журнале. Природные коммуникации. Команда под руководством доцента кафедры материаловедения и инженерии в Стэнфорде И Цуй работала над разработкой «умной» литий-ионной батареи, которая обнаруживает проблемы до того, как они станут взрывоопасными.
Рекомендуемые видео
Связанный:Исследование говорит, что стоимость литий-ионных батарей может снизиться на две трети
Каждая батарея, литий-ионная или нет, содержит отрицательно заряженный анод и положительно заряженный катод. Разделенные тонким слоем полимера, они вырабатывают электричество из ионов электролита, которые перемещаются между ними. Дела начинают идти не так, Кюи.
сказал Физическая организация, когда производственные дефекты или неправильная заправка приводят к выходу из строя сепаратора полимера. Ионы лития собираются в структуры, называемые дендритами, которые вступают в контакт с катодом и замыкают батарею (или того хуже).Этот процесс невозможно обнаружить в обычных литий-ионных батареях, но Кюи и его команда разработали механизм мониторинга, в котором используется «более умный» разделяющий полимер. Добавив микроскопический слой меди на одну сторону полимера, они смогли измерить разница напряжений между анодом и сепаратором, которая уменьшается по мере движения дендритов к катод.
Обнадеживает то, что Цюй сказал, что разработка команды не зависит от материала. «Он будет работать с любой батареей, для которой необходимо обнаружить короткое замыкание до того, как она взорвется», — сказала она.
Денис Чжо, соавтор исследования, сказал, что дальнейшее совершенствование метода может выиграть решающее время в критически важных сценариях. «Когда вы видите дым или огонь, вы должны немедленно отключить [батарею]. Возможно, у вас не будет времени сбежать. Если вы хотите ошибиться в сторону большей безопасности, вы можете разместить медный слой ближе к аноду. Это позволит вам еще раньше узнать, когда батарея может выйти из строя».
Связанный:Немцы создают литий-ионные аккумуляторы для электромобилей, способные прослужить более 25 лет
Хотя стоимость внедрения может помешать внедрению технологии команды, не удивляйтесь, если ваш будущий смартфон, электромобиль или носимое устройство предупредит вас, когда пора выбросить батарею.
Обновите свой образ жизниDigital Trends помогает читателям быть в курсе быстро меняющегося мира технологий благодаря всем последним новостям, забавным обзорам продуктов, содержательным редакционным статьям и уникальным кратким обзорам.
