Будущие литий-ионные аккумуляторы могут однажды «исцелиться» сами

Будущие литий-ионные аккумуляторы могут однажды «исцелиться» сами

Инженеры из Университета Иллинойса работают над новым способом создания литий-ионных батарей, которые сделают их более безопасными и, как мы надеемся, продлят срок их службы, сообщает New Atlas. Профессор Кристофер Эванс возглавил команду, которая разработала формулу твердого электролита, которая заменила бы жидкие электролиты, используемые сейчас. В отличие от ранее предложенных альтернатив, таких как керамика и некоторые полимеры, этот новый полимер и конфигурация останутся гибкими и адаптивными внутри батареи.

В настоящее время литий-ионные аккумуляторы питают большую часть мира, но они все еще остаются нестабильным форматом. Внутри литий-ионного аккумулятора с жидким электролитом жидкость может взаимодействовать с литием, а сам литий может образовывать опасные металлические лозы, называемые дендритами, которые могут проходить через корпус аккумулятора и многое другое. Скомпрометированная литий-ионная батарея, например стареющая, склонная к набуханию, может очень быстро стать пожароопасной. Такие вещи случаются редко, но иметь даже низкий риск чего-то вроде взрыва — это слишком много.

Команда Университета Иллинойса во главе с Эвансом разработала способ изготовления гибких полимеров путем сшивания полимерных прядей с целью повышения эластичности. Они также сделали полимеры прядями так, чтобы при нагревании полимера он крепче держался вместе, а не плавился, как некоторые другие предлагаемые растворы полимеров. Керамика является более устойчивой к нагреванию и не деформируется при высоких температурах, но она хрупкая и не предотвращает угрозу роста дендритов.

Есть еще один важный положительный момент в их исследованиях: полимер самовосстанавливается. В своей статье они подробно описывают ту часть эксперимента, где они демонстрируют, как полимер делает это. «Повреждение было сделано путем разрезания по всей ширине электролита (15 мм) с помощью лезвия бритвы”, — объясняют они, а затем мягко подвергают поврежденный участок давлению, чтобы способствовать заживлению.

Поскольку полимерные волокна не просто переплетаются, а обмениваются прядями, это приводит к заживлению. В основном, твердая полимерная липучка сама соберется вместе. Это более технично, чем другой известный самовосстанавливающийся полимер — самовосстанавливающийся режущий мат, который работает путем запихивания чрезвычайно крошечных отдельных волокон бок о бок и вертикально вдоль всей поверхности. Лезвие скользит между волокнами, как ручка, разделяющая пряжу на ковре со средним ворсом, и так же легко разглаживается снова.

Связанный полимер также растворяется в воде при комнатной температуре, что означает, что он может быть переработан без необходимости использования сильных или даже токсичных растворителей. Если все это звучит как идеальное решение из несбыточной мечты, то на данный момент это так: исследовательская группа считает, что это один шаг вперед по длинному пути к практической и масштабируемой версии этой технологии.

Литий-ионные аккумуляторы по-прежнему являются относительно новыми, концептуализированными в 1970-х годах и широко используемыми с начала 1990-х годов. Возможности безграничны в плане повышения производительности, более безопасной конструкции и лучшего воздействия на окружающую среду.

Оцените статью
Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.