Версия для слабовидящих
Новая "умная батарея" выключается при перегреве Печать Email
Новости науки
13.01.2016

Не успели гироскутеры, также известные как ховерборды, завоевать массовую популярность, как во многих странах появился запрет на их использование в общественных местах. Виной тому стали многочисленные случаи возгорания, вызванные перегревом литиево-ионных аккумуляторов. И эта проблема касается многих электрических устройств. Периодически появляются сообщения о возгорании аккумуляторов в смартфонах, современных электрокарах и даже в самолётах.

Но учёные из Стэнфорда заявляют, что им удалось разработать первый литиево-ионный аккумулятор, полностью защищённый от возгорания. (Впрочем, они немного лукавят, мы уже видели пожароустойчивые батареи с кевларом.)

Секрет нового изобретения заключается в особом полимерном материале, который при опасном повышении температуры перестаёт проводить электричество и тем самым приводит к выключению батареи.

Очаги перегрева возникают при коротком замыкании внутри аккумулятора на пути между двумя электродами, и исследователи уже давно искали возможность остановить этот процесс до появления пламени.

Например, внутри помещали капсулы с жидким компонентом. При высокой температуре капсулы плавились, вещество выливалось и формировало внутри изолирующий пластиковый слой, останавливающий ток. Правда, этот процесс необратим, и невозможно использовать "пролившиеся" батареи повторно.

В 2014 году профессор И Цуй (Yi Cui) и его коллеги из Стэнфорда представили "умную батарею", которая предупреждает владельца смартфона или другой электроники об опасности замыкания и необходимости сменить аккумулятор.

Чтобы придумать что-то ещё более безопасное, Цуй обратился к специалисту по химическим технологиям Чженань Бао (Zhenan Bao), команда которой ранее разработала особый материал с включением никелевых наночастиц, снижающий свою электропроводность при нагреве.

Проблема заключалась в том, что такие частицы быстро разрушались под воздействием химических веществ внутри батареи. Но совместными усилиями учёные создали тончайшую полиэтиленовую плёнку, в которой наночастицы были изолированы от окружающей среды слоем графена. Затем они поместили этот материал внутрь обыкновенного литиево-ионного аккумулятора между одним из электродов и клеммой-токосъёмником.

При нормальной рабочей температуре ток без препятствий проходит сквозь плёнку. Но как только батарея нагревается выше 70 градусов по Цельсию, полиэтилен расширяется и растягивает никелевые частицы дальше друг от друга. При этом они перестают проводить электричество, работа аккумулятора останавливается, и температура начинает снижаться. По мере охлаждения полиэтилен принимает свою первоначальную форму, и электропроводящие свойства плёнки восстанавливаются.

"Мы даже можем настроить критическую температуру, изменяя количество частиц и тип полимерного покрытия, – сообщает Бао в пресс-релизе. – Например, мы можем выключать батарею при 50 или 100 градусах по Цельсию".

Авторы работы, опубликованной в журнале Nature Energy, отмечают, что их изобретение позволяет значительно повысить безопасность аккумуляторов, и при этом сохраняет их высокую производительность. Специалисты ожидают, что после испытаний на больших системах батареи с защитной плёнкой могут появиться в продаже.

Источник - http://www.vesti.ru/doc.html?id=2707258

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта