Äger du en bärbar dator, telefon eller bärbar dator tillverkad någon gång efter mitten av 90-talet? Chansen är stor att det uppladdningsbara batteriet inuti använder litiumjonteknik. Litiumjonbatterier har kommit att dominera elektronikmarknaden på grund av deras energitäthet och kostnadseffektivitet. Men tekniken är inte utan sina skrämmande nackdelar; vilket framgår av exploderande telefoner och bärbara datorer, jordade flygplan och eldiga bilolyckorLitiumjonbatterier kan vara mycket säkrare.
Det var fokus för en nyligen genomförd studie från Stanford University som beskrivs i tidskriften Naturkommunikation. Teamet, ledd av docent i materialvetenskap och teknik vid Stanford Yi Cui, arbetade med att utveckla ett "smart" litiumjonbatteri som upptäcker problem innan de blir explosiva.
Rekommenderade videor
Relaterad:Studie säger att kostnaden för litiumjonbatterier kan sjunka med två tredjedelar
Varje batteri, litiumjon eller inte, innehåller en negativt laddad anod och en positivt laddad katod. Hålls åtskilda av en tunn skiva polymer, de arbetar för att generera elektricitet från jonerna i elektrolyten som färdas mellan dem. Saker och ting börjar gå fel, Cui
berättade Phys Org, när tillverkningsdefekter eller felaktig laddning gör att polymerseparatorn misslyckas. Litiumjoner klumpar ihop sig i strukturer som kallas dendriter, som kommer i kontakt med katoden och kortsluter batteriet (eller värre).Processen är oupptäckbar i konventionella litiumjonbatterier, men Cui och hans team utvecklade en övervakningsmekanism som använder en "smartare" separerande polymer. Genom att lägga till ett mikroskopiskt lager av koppar på ena sidan av polymeren kunde de mäta skillnaden i spänning mellan anoden och separatorn, som minskar när dendriter rör sig mot katod.
Uppmuntrande nog sa Cui att lagets utveckling är materialagnostisk. "Det kommer att fungera i alla batterier som skulle kräva att du upptäcker en kortslutning innan den exploderar," sa hon.
Denys Zhuo, medförfattare till studien, sa att ytterligare förfining av metoden kan köpa avgörande tid i uppdragskritiska scenarier. "När du ser rök eller en brand måste du stänga av [batteriet] omedelbart. Du kanske inte har tid att fly. Om du ville ta fel på sidan av att vara säkrare kunde du lägga kopparskiktet närmare anoden. Det skulle låta dig veta ännu tidigare när ett batteri sannolikt går sönder."
Relaterad:Tyskarna skapar litiumjonbatterier för elbilar som kan hålla i över 25 år
Även om kostnaden för implementeringen kan hindra antagandet av teamets teknik, bli inte förvånad om din framtida smartphone, elbil eller bärbara enhet varnar dig när du ska slänga ur batteriet.
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.
