Pramonės naujienos

Mokslininkai sukūrė ličio jonų akumuliatorių, kuris neužsidega

2022-04-22
Amanda Zrebiec iš Johnso Hopkinso universiteto



Kreditas: Johns Hopkins universitetas

Lankstus ličio jonų akumuliatorius, sukurtas mokslininkų iš Johnso Hopkinso taikomosios fizikos laboratorijos ir sukurtas veikti ekstremaliomis sąlygomis, įskaitant pjovimą, panardinimą ir imituojamą balistinį smūgį, dabar gali papildyti savo gyvenimo aprašymą nedegiu.

Dabartinės ličio jonų baterijos yra jautrios katastrofiškiems gaisro ir sprogimo incidentams – dauguma jų patenka be jokio pastebimo įspėjimo, nes jie pagaminti iš degiųjų ir degiųjų medžiagų. Dėl šio pavojaus aviakompanijose buvo uždrausti „Samsung Galaxy Note7“ telefonai, o karinio jūrų laivyno elektroninių cigarečių draudimas laivuose ir povandeniniuose laivuose yra tiesioginis atsakas į poreikį mažinti tokių įrenginių degumą.

Kadangi šios baterijos tapo pasirinktos energijos kaupimo priemone nešiojamajai elektronikai, elektrinėms transporto priemonėms ir tinklo saugojimui, šios saugos pažangos yra svarbus žingsnis į priekį keičiant ličio jonų baterijų gamybos ir naudojimo elektroniniuose prietaisuose būdus.

Neseniai žurnale „Chemical Communications“ paskelbtame tyrime komanda, vadovaujama Konstantino Gerasopoulo iš APL tyrimų ir žvalgybos plėtros departamento, išsamiai aprašo savo naujausią atradimą: naują „vanduo druskoje“ ir „vanduo bisalyje“ elektrolitų klasę. vadinamos atitinkamai kaip WiS ir WiBS – tai, kai yra įtraukta į polimerinę matricą, sumažina vandens aktyvumą ir padidina baterijos energijos suvartojimą bei gyvavimo ciklą, tuo pačiu pašalindama jį nuo degių, toksiškų ir labai reaktyvių tirpiklių, esančių dabartiniame Li. - jonų baterijos. Tai saugi ir galinga alternatyva, teigia mokslininkai.

„Ličio jonų baterijos jau nuolat yra mūsų kasdieniame gyvenime, pradedant telefonais ir baigiant automobiliais, o toliau gerinti jų saugą yra labai svarbu toliau tobulinti energijos kaupimo technologiją“, – sakė APL vyresnysis mokslo darbuotojas ir pagrindinis tyrėjas Gerasopoulos. "Ličio jonų baterijų formos faktoriai beveik nepasikeitė nuo jų komercializavimo 1990-ųjų pradžioje; vis dar naudojame tuos pačius cilindrinius arba prizminius elementus. Skystas elektrolitas ir reikalinga hermetiška pakuotė turi daug įtakos.

"Mūsų komandos pastangos paprastai buvo nukreiptos į degiųjų skysčių pakeitimą polimeru, kuris pagerina saugą ir formą. Džiaugiamės, kur esame šiandien. Mūsų naujausiame dokumente parodytas geresnis vandens pagrindu pagamintų lanksčių polimerinių ličio jonų baterijų naudojimas ir našumas. kuriuos galima pastatyti ir eksploatuoti atvirame ore“.

Be to, naudojant šį naują ličio jonų akumuliatorių kūrimo metodą, 2017 m. iš pradžių buvo parodytas atsparumas pažeidimams, naudojant lanksčią komandos bateriją.

„Pirmosios kartos lanksčios baterijos nebuvo tokios stabilios, kaip tos, kurias gaminame šiandien“, – sakė Gerasopoulosas.

Pasiekę šį naujausią etaloną, mokslininkai toliau dirba siekdami tolesnės šios technologijos pažangos.

„Mūsų komanda nuolat tobulina lanksčių ličio jonų baterijų saugą ir našumą“, – sakė Jeffas Maranchi, APL medžiagų mokslo programos srities vadovas. "Mes jau padarėme daugiau atradimų, remdamiesi šiuo neseniai praneštu darbu, dėl kurio labai džiaugiamės. Tikimės, kad per metus šis naujas tyrimas bus perkeltas į prototipų kūrimą."