Säkert och pålitligt litiumjonbatteri
"Vi har designat det första batteriet som kan stängas av och återupplivas under upprepade uppvärmnings- och kylcykler utan komprometterar prestanda”, sa Zhenan Bao, professor i kemiteknik och en av studieforskarna, i en påstående.
Vi vet alla att ett skarpt stick, en kortslutning eller till och med överladdning kan få ett litiumjonbatteri att överhettas. Vid cirka 300 grader Farenheit kan elektrolytgelen som transporterar partiklar mellan de två elektroderna på standardlitiumjonbatteriet antändas, och sedan slocknar dynamiten.
Relaterad
- Litiumjon är bara början. Här är en titt på framtiden för batterier
- Ny batteridesign kan innebära att elbilar laddas på bara 10 minuter
- Smartphones batterikapacitet kan ökas med nanokedjematerial
Designers har provat flamskyddande tillägg till elektrolyten, och saker så enkelt som ett batterivarningssystem (även skapat av en Stanford-ingenjör, redan 2014). Problemet var att dessa korrigeringar var en engångsföreteelse. "Dessa tekniker är oåterkalleliga, så smeten fungerar inte längre efter att den överhettas." Medförfattaren Yi Cui förklarade.
Rekommenderade videor
Okej kanske bärbara datorer har inte blåst av benen de senaste åren, men "hoverboards" har gjort nyheterna som brandrisker så ofta att de inte ens är tillåtna på stora flygbolag. Det nya nickelfyllda plastöverdraget utformades för att förhindra att batterier brinner i lågor. Ett nytt batteri med detta överlägg stängs av när det överhettas, vilket förhindrar förbränning.
Experimentet gick ut på att belägga nickelpartiklarna med grafen och en kolatom och sedan bädda in dem i elastisk polyeten. "För att leda elektricitet måste de taggiga partiklarna [av nickel] fysiskt vidröra varandra. Men under termisk expansion sträcker sig polyeten. Det gör att partiklarna sprids isär, vilket gör filmen icke-ledande så att elektricitet inte längre kan flöda genom batteriet."
Forskarna använde en varmluftspistol för att höja temperaturen, och varje gång batteriet reagerade som det skulle – när batteriet nådde cirka 160 grader expanderade filmen och stängde av batteriet. När batteriet svalnat kom partiklarna tillbaka i kontakt när batteriet började fungera igen. "Vi kan till och med ställa in temperaturen högre eller lägre beroende på hur många partiklar vi lägger i eller vilken typ av polymermaterial vi väljer," sa Bao. "Vi kanske vill att batteriet ska stängas av vid 50 grader Celsius [cirka 120 grader Fahrenheit] eller 100 C [cirka 210 F]."
SLAC National Accelerator Laboratory och Precourt Institute for Energy vid Stanford stödde denna forskning. Teamet publicerade resultaten i Naturenergi. "Hoverboard"-tillverkare bör tacka, även om det kommer att dröja ett tag innan den här tekniken når sin väg till konsumenterna.
Redaktörens rekommendationer
- Säkert grafenbatteri kommer inte oväntat att brinna i lågor som litiumjon
- MIT finner att det kan ta lång tid för elbilar att vara så prisvärda som du vill
- Decennier senare vinner uppfinnarna av litiumjonbatterier Nobelpriset i kemi
- Dessa smarta batterier laddas på mindre än 2 timmar och håller längre än standard litiumjon
- Rymdpromenaden blev en framgång när astronauter uppgraderar batterierna på ISS
Uppgradera din livsstilDigitala trender hjälper läsare att hålla koll på den snabba teknikvärlden med alla de senaste nyheterna, roliga produktrecensioner, insiktsfulla redaktioner och unika smygtittar.
