Stanfordští vědci vytvářejí první lithium-iontové baterie na světě, které nevybuchnou

Krátké bajty: Vědci ze Stanfordu vytvořili první lithium-iontové baterie na světě, které se vypínají při vysoké teplotě. Tento vynález zabrání tomu, aby se zařízení vznítila a explodovala v důsledku přehřátí. Tato nová metoda funguje mechanicky a opakovaně, aby se zabránilo přehřátí, a to kvůli materiálu složenému z drobných částic niklu s hroty nanočástic vyčnívajících z jejich povrchu.

Všichni jsme byli v určitém okamžiku svědky nadměrného zahřívání hoverboardů a jejich tendence vznítit se a explodovat kvůli jejich lithium-iontovým bateriím. V boji proti těmto tendencím vytvořili vědci na Stanfordské univerzitě v USA první lithium-iontovou baterii na světě, která se může vyhnout přehřátí vypnutím těsně před přehřátím baterie a následným restartováním až po ochlazení teploty. Tento vynález je velkým příslibem pro praktické aplikace baterií ve všech modernistických zařízeních.

Výše uvedený nález je uveden v Nature Energy a je schopen využívat všechny typy zařízení na bázi lithium-iontových baterií, která jsou náchylná k přehřátí, včetně smartphonů, tabletů a notebooků.

Proč baterie explodují?

Důvodem přehřátí baterií je to, že tradiční lithium-iontové baterie obsahují dvojici elektrod a kapalný nebo gelový elektrolyt, který mezi nimi přenáší nabité částice. Ale jakmile teplota baterie dosáhne kolem 150 stupňů Celsia (300 stupňů Fahrenheita) kvůli nějaké závadě nebo přebití elektrolytu, může se vznítit a vyvolat výbuch,

Vědci již dříve prováděli takové pokusy, aby zabránili přehřátí hover boardů implementací věcí, jako jsou retardéry hoření a měděné odlučovače, aby se předešlo možnému nebezpečí požáru. Ale to se neukázalo jako příliš efektivní, protože tyto techniky se ukázaly jako nevratné, což způsobilo, že baterie byla nefunkční, jakmile byly přehřáté.

Jak funguje nová baterie Stanford?

Nová metoda však funguje mechanicky a opakovaně, aby se zabránilo přehřátí, a to kvůli materiálu složenému z drobných částic niklu s hroty nanočástic vyčnívajících z jejich povrchu. Tyto částice niklu jsou potaženy grafenem a vloženy do tenkého filmu z elastického polyetylénu, který usnadňuje tok elektrického proudu skrz něj. “

Aby mohly špičaté částice vést elektřinu, musí se navzájem fyzicky dotýkat. Ale během tepelné roztažnosti se polyetylén táhne. To způsobí, že se částice rozšíří od sebe, čímž se film stane nevodivým, takže přes baterii již nebude moci proudit elektřina. “

Při vývoji těchto baterií vědci aplikovali teplo na baterii horkovzdušnou pistolí. Jakmile teplota dosáhla nad 70 stupňů Celsia (160 stupňů Fahrenheita), polyetylenový film se roztáhl a způsobil vypnutí baterie, ale jakmile teplota poklesla, film se automaticky zmenšil, čímž obnovil výrobu elektřiny.

Podle výzkumníků by se teplotní práh mohl změnit v závislosti na konkrétním složení polymerních materiálů, což by umožnilo bateriím běžet chladněji nebo tepleji, než se spustí vodivost / nevodivost.

Je to mnohem spolehlivější a rychlejší přístup s příslibem lepšího výkonu a vyšší bezpečnosti.

Zdroj: Příroda

Přečtěte si také: MIT a Samsung dělají téměř dokonalou „neurčitou“ životnost baterie