Умна презареждаема батерия се самоизключва при прегряване

Проблемът със загубата на топлина отдавна е препятствие за развитието на батерии с с висока енергийна плътност. Генерирането на много топлина при зареждане и разреждане, опасните условия, рискът от късо съединение – това са само някои проблеми пред разработването на ново поколение акумулатори.

За да се разсейва натрупаната топлина в батериите се използват различни конструкции за физическа безопасност като например прекъсвачи, пламъкопотискащи вещества, колектори за изключване на тока. Тези подходи обаче осигуряват само еднократна защита. при тях няма решение, което да позволи възстановяването на първоначалното работно състояние на батериите, след като температурата спадне. Поради това са необходими интелигентни и активни стратегии за вътрешна безопасност за производството на интелигентни батерии с динамична електрохимична производителност и адаптивна реакция на температурата, казват учени от Хонг Конг.

Реверсивните сол-гелообразни преходни хидрогелове се радват на изобилен изследователски интерес заради интелигентния си отговор към температурата на околната среда. Те обикновено са в течно състояние, нерядко с температура под стайната, и могат да се превърнат в „стационарни“ гелове, когато се нагреят под дадена, критична температура. Освен това този преход може да бъде обърнат след охлаждане. Това обещава интересни температурно-зависими свойства. Подобни полимери могат потенциално да бъдат добри кандидати за проектиране на съвременни батерии с интелигентна термична реактивност.

Наскоро изследователски екип, ръководен от проф. Чунжи Джи от Градския университет в Хонг Конг, успешно синтезира температурно-чувствителен сол-гел преходен електролит, съдържащ поли(N-изопропилакриламид-ко-акрилова киселина). Те го включиха в акумулаторна система Zn/α-MnO2. След загряване над ниската критична температура се получава процес на желиране в електролита и значително потискане на миграцията на цинкови йони. Това води до намалена специфична мощност и повишено вътрешно съпротивление на акумулатора, като по този начин на практика се спира батерията.

След охлаждане обаче веществото се връща в течно състояние и може да се възстанови оригиналното електрохимично действие. По-важното е, че за разлика от традиционните стратегии, сол-гел електролитът осигурява термореактивната батерия с динамична скорост на зареждане / разреждане при различна температура, което позволява “интелигентно” термично управление на батерията. Постижението обещава многообарзни възможности за направата на самозащитаващи се батерии чрез реверсивен сол-гел преход.

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*