扩大聚合物锂电池的热

美国科学家已经设计了一个可重用的锂离子电池,将关闭在极端温度和只工作一次设备冷却。创新有助于防止专业锂离子电池火灾的技术。

从笔记本电脑到智能手表,锂离子电池在现代世界无处不在,彻底改变了消费电子产品。但缺陷变得明显时,细胞中使用一些特定的工业设置,如新型的波音787飞机。

如果一个锂离子电池短路或充电,热量生成触发一系列的放热反应。有机电解液是易燃的,电池可能导致火灾或短,随着压力越来越大,甚至发生爆炸。其他团队调查同样的问题实时拍摄的锂离子电池爆炸。

这个热失控的效应限制了电压窗口锂离子电池储能能力可以操作。这可能是一个不断升级的问题在这样一个能源密集型的年龄,根据郑陈化学工程师斯坦福大学。随着存储在电池的能量增加,安全成为一个越来越严重的问题,”陈说道。

不过有时候虽然有内部,可以关闭一个过度充电电池,这个过程往往是不可逆的,细胞不能再次使用。陈和他的同事研究了thermoresponsive材料来解决这个问题。

团队聚乙烯融化和混合熔融的聚合物,graphene-coated镍粒子。混合物涂在电池电极,在被放置在有机电解液。

在室温下,镍球均匀的分布在整个15µm聚合物薄膜和相互接触。电池是能操作具有高导电性和很低的阻力之间的量子隧道效应发生相邻峰值。

如果产生任何快速加热,这种高分子膜扩张。这一扩张势力中的镍粒子分离矩阵和导电性停止。陈和他的同事们指出,细胞的耐药性增加大量在不到一秒钟的时间。一旦电池冷却到室温,聚合物薄膜合同和镍粒子能够导电。

陈认为这样安全特性可以被纳入当前的电池制造。聚乙烯是最便宜的聚合物之一,Chen说。的镍粒子也商业化与合理的成本。

格雷戈里提供电池和燃料电池研究员来自伦敦帝国理工学院,是工作留下了深刻的印象,相信它将代表着锂离子电池的实质性突破。

但是他警告说,扩大安全创新具有一定的挑战性。即使这是世界上最令人惊叹的创新,如果太贵了,不可能把它纳入现有的制造方法,那么它根本不会被使用。”