Учените разработват литиево-йонна батерия, която няма да се запали
2022-04-22
От Аманда Зребик, Университет Джон Хопкинс
Кредит: Университет Джон Хопкинс
Гъвкава литиево-йонна батерия, проектирана от екип от изследователи от лабораторията по приложна физика на Джон Хопкинс и създадена да работи при екстремни условия, включително рязане, потапяне и симулиран балистичен удар, сега може да добави незапалимост към своето резюме.
Настоящите литиево-йонни батерии са податливи на катастрофални инциденти с пожар и експлозия, повечето от които пристигат без забележимо предупреждение, тъй като са направени от запалими и горими материали. Телефоните Samsung Galaxy Note7 бяха забранени от авиокомпаниите в резултат на тази опасност, а забраната на флота за електронни цигари на кораби и подводници е пряк отговор на необходимостта от намаляване на запалимостта на такива устройства.
С тези батерии, които се появяват като средство за съхранение на енергия по избор за преносима електроника, електрически превозни средства и мрежово съхранение, тези подобрения в безопасността отбелязват значителна стъпка напред в трансформирането на начина, по който литиево-йонните батерии се произвеждат и използват в електронни устройства.
В изследване, публикувано наскоро в списанието Chemical Communications, екипът, ръководен от Константинос Герасопулос от отдела за изследване и проучвателно развитие на APL, описва подробно най-новото си откритие: нов клас електролити „вода в сол“ и „вода в бисалт“ наричан съответно WiS и WiBSâкоито, когато са включени в полимерна матрица, намаляват активността на водата и повишават енергийните възможности и жизнения цикъл на батерията, като същевременно я освобождават от запалимите, токсични и силно реактивни разтворители, присъстващи в настоящия Li - йонни батерии. Това е безопасна, мощна алтернатива, казват изследователите.
„Литиево-йонните батерии вече присъстват постоянно в нашето ежедневие, от нашите телефони до нашите автомобили, и продължаващото подобряване на тяхната безопасност е от първостепенно значение за по-нататъшното напредване на технологията за съхранение на енергия“, каза Герасопулос, старши научен сътрудник и главен изследовател в APL. „Форфакторите на литиево-йонните батерии не са се променили много от комерсиализацията им в началото на 90-те години; ние все още използваме същите типове цилиндрични или призматични клетки. Течният електролит и изискваната херметична опаковка имат много общо с това.
„Усилията на нашия екип като цяло са фокусирани върху замяната на запалимата течност с полимер, който подобрява безопасността и форм-фактора. Ние сме развълнувани от това къде сме днес. Нашата скорошна статия показва подобрена използваемост и производителност на гъвкави полимерни литиево-йонни батерии на водна основа които могат да бъдат построени и експлоатирани на открито."
Освен това толерантността към повреди, първоначално демонстрирана с гъвкавата батерия на екипа през 2017 г., е допълнително подобрена в този нов подход за създаване на литиево-йонни батерии.
„Първото поколение гъвкави батерии не бяха толкова стабилни като тези, които правим днес“, каза Герасопулос.
С достигането на този последен показател изследователите продължават да работят върху по-нататъшния напредък на тази технология.
„Нашият екип непрекъснато подобрява безопасността и производителността на гъвкавите литиево-йонни батерии“, каза Джеф Маранчи, програмен областен мениджър за материалознание в APL. „Вече постигнахме допълнителни открития, основаващи се на тази най-скорошна докладвана работа, за която сме много развълнувани. Надяваме се да прехвърлим това ново изследване към прототипиране в рамките на годината.“
