Евтино пластмасово фолио предпазва батериите от запалване

Лаптопи, телефони, електрически автомобили, та даже и самолети и левитиращи ховърбордове неизбежно се натъкват на проблеми с литиево-йонните батерии, които понякога избухват в пламъци. Сега изследователи са намерили потенциално евтин и ефективен начин за предотвратяване на прегряването на акумулаторните модули.

sn-batteries_0

Те са добавили топло-чувствителен полимерен лист към конвенционални литиево-йонни батерии, който рязко прекратява тяхното функциониране, ако температурата се повиши до дадено ниво. След като температурата падне, полимерният лист възвръща нормалната си форма и позволява на батерията „да се върне към живот“.

Ий Чуи, специалист по батерии от университета Станфорд в Пало Алто, САЩ, и инженер-химикът Женан Бао от същия университет, са разработвали най-различни решение за батерии на база пластмаса с вградени никелови наночастици. Никеловите частици намаляват своята електрическа проводимост, когато температурата им бъде повишена над дадена критична точка. Бао и нейният колега Чуи се запитали дали техният подход не може да подобри безопасността на литиево-йонните батерии. В крайна сметка те се спрели на идеята за създаване на полимерен слой, който да намали своята проводимост при температура над нормалната работна температура на литиево-йонна батерия, но все пак по-ниска от точката на запалване.

Учените започнали да експериментират с никелови наночастици, които лесно провеждат ток, когато са близо една до друга и се докосват. При излагане на химикалите вътре в батериите обаче този материал може лесно да се разгради. Затова учените покрили никеловите частици с листове от въглерод, дебели един атом – материал, известен като графен. Той също е проводим, но предпазва никела от разграждане. След това учените вградили покритите с графен никелови наночастици в полиетилен, създавайки тънки, гъвкави, проводими пластмасови листове.

Така образувалия се филм изследователите поставили в батерия. При нормална работна температура електричеството лесно преминава през филма, което позволява на батерията да се зарежда и разрежда, установили те. Но когато температурата на батерията се повиши до 70°С, полиетиленът във филма набъбва, раздалечавайки частиците никел една от друга. Това намалява проводимостта на филма – около 100 милиарда пъти за около 1 секунда. Така филмът спира движението на заряда в батерията. Това на свой ред позволява на температурата да спадне. Според публикацията в Nature Energy, когато температурата на батерията падне под 70°C, полимерът се свива обратно в първоначалната си конфигурация, връщайки проводимостта на филма и възстановявайки дейността на батерията.

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*