Ученые изобрели новый тип литий-ионного аккумулятора, который можно безопасно использовать при 100 ℃.

Литий-ионные батареи стали популярными в повседневной жизни людей (электромобили и мобильные телефоны есть повсюду), но исследователи все еще пытаются создать более безопасные версии. Литий-ионные батареи хорошо известны своими «маленькими размерами и большой емкостью», но они могут легко вызвать большие проблемы при высоких температурах. Чтобы избежать «самовозгорания», замена горючих жидких электролитов твердыми формами может быть одним из способов решения этой проблемы. Исследователи только что придумали возможный ответ: прочный литий-ионный аккумулятор, способный выдерживать температуру до 100 градусов по Цельсию, не загораясь.

Даже если вы не кладете телефон на солнце, вы можете вспомнить предупреждение о высокой температуре на экране, например «Продолжайте использовать его после охлаждения».

Это связано с тем, что жидкий электролит в батарее может расширяться или воспламеняться при высоких температурах. Неправильная зарядка и перегрев могут быть одной из причин такого сбоя.

Хотя вероятность выхода из строя литиевой батареи невелика, общее владение ею в мире по-прежнему остается поразительным. Конечно, вы точно не хотите попасть в такую аварию с iPhone или электромобилем.

Исследователи хотят, чтобы литий-ионные батареи были более безопасными, создавая интеллектуальные микросхемы для контроля состояния батареи или заменяя жидкие электролиты твердыми.

Электролиты залиты между положительными и отрицательными электродами, и твердотельные батареи явно более устойчивы к высоким температурам, хотя эта концепция также создает другую проблему - как соединить твердые электроды с твердыми электролитами, обеспечивая поток заряда, минимизируя сопротивление и время зарядки. .

Исследователи из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе предложили конструкцию батареи, которая, как утверждается, решила проблему. Они сравнили новую батарею с бутербродом с двумя кусками хлеба на электроде и твердым электролитом на среднем слое мяса.

Гранат - это минерал, который образует различные драгоценные камни. Он используется в качестве шлифовального материала при резке водяным ножом, а также является материалом с самой высокой проводимостью ионов лития.

Команда создала твердый гранатовый электролит, чтобы воспользоваться его пористыми поверхностными свойствами. Вязкий отрицательный элемент позволяет ему проникать в Kongzhong, так что площадь контакта между электродом и электролитом очень большая, а это означает, что аккумулятор может заряжаться быстрее.

В ходе испытаний команда обнаружила, что он может выдерживать высокие температуры до 100 ° C (212 ° F). «Батареи, в которых используются жидкие или гелевые электролиты, не выдерживают таких высоких температур», - сказал соавтор Янванден Брук.

На данном этапе оптимальная рабочая температура аккумулятора составляет 95 ° C (203 ° F) и выше, что может лучше способствовать перемещению ионов лития. Что касается перспектив применения, он также подходит для использования на электростанциях с накоплением энергии.

Подробности исследования были опубликованы в недавнем выпуске Advanced Energy Materials.

Страница содержит содержимое машинного перевода.