Химики встроили огнетушитель в литий-ионный аккумулятор

Коллектив ученых из Стэнфордского университета, США, создал мембрану на базе композитных микроволокон, которая при наргреве до определенной температуре плавится и производит в раствор концентрированное вещество-пламегаситель. Такое устройство, установленное в простой литий-ионный аккумулятор, не снижает его рабочих черт, но при возгорания ликвидирует пламя за доли секунды. Новая работа размещена в Science Advances.

Классические литий-ионные аккумуляторная батареи на данный момент активно применяются фактически во всех мобильных электронных устройствах. Не обращая внимания на их высокую энергоэффективность и относительную дешевизну они воображают определенную опасность для пользователей, поскольку содержат весьма горючие вещества, такие как этиленкарбонат либо диэтилкарбонат. При замыкания температура батареи локально возрастает, что может привести к возгоранию.

Для понижения пожароопасности аккумуляторная батарей в них пробовали додавать пламегасители, но это снижало эффективность работы устройства. Авторы новой работы решили эту проблему за счет применения композитных материалов, трудящихся по принципу экстренного огнетушителя.

Исследователи создали микроволокно с характерной структурой «ядро-оболочка»: в нитей был концентрированный пламегаситель (трифенилфосфин), а оболочка складывалась из инертного полимера, не дававшего содержимому волокна раствориться в аккумуляторном электролите и тем самым навредить работе батареи. Механизм действия трифенилфосфина основан на активном поглощении свободных радикалов — активных частиц, важных за цепную реакцию распространения пламени.

Защитный полимер подбирался так, дабы при нагреве оболочка нити легко плавилась и производила пламегаситель в раствор. В итоге ученые остановились на материале с тепературой плавления 160 градусов Цельсия.

Принцип работы микро-огнетушителя. Изображение: Kai Liu et al./ Science Advances

Для теста нового способа мембрану, сотканную из композитного волокна, авторы помещали в уровень качества штатного разделителя в обычном литий-ионном аккумуляторе с графитовым анодом. Наряду с этим оказалось, что в обычном режиме работы аккумулятора только четыре процента пламегасителя просачивалось в раствор, что фактически не сказывалось на работе совокупности. Дабы удостовериться, что при пожара «огнетушитель» вправду сработает, авторы подожгли мембрану, намоченную легкогорючим электролитом простой зажигалкой: пламя сбилось за 0,4 секунды.

По словам авторов, их совокупность может уже на данный момент быть использована в промышленном производстве аккумуляторная батарей, поскольку композитное микроволокно синтезируется при помощи несложного электропрядения (electrospinning). Кроме литий-ионных аккумуляторная батарей для мобильной электроники новые мембраны смогут применяеться и в других устройствах, таких как суперконденсаторы. Неприятность пожароопасности аккумуляторная батарей очень остро проявилась в партии устройств Samsung Galaxy Note 7 в 2016 году, что заставило компанию отозвать устройства, и породило волну шуток в социальных сетях.

Создатель: Тарас Молотилин

Случайные записи:

• Составлена подробная карта семантического словаря мозга
• Нейроглию превратили в нейроны in vivo

МОЩНАЯ Li Ion БАТАРЕЯ СВОИМИ РУКАМИ за 50$ \ DIY lithium ion 18650 e-bike battery pack

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Зарядка литий ионных аккумуляторов 18650 своими руками

  В этом видеоуроке продемонстрировано, как сделать зарядку для популярных литий ионных аккумуляторная батарей формата 18650, многие пользуются подобными….

• Аккумуляторы, которые прослужат десятилетия

  Ученые из Центра солнечной энергии и водородных изучений Баден-Вюртемберг (ZSW) создали одну из самых действенных литий-ионных батарей. В электрическом…

• Мощный, безопасный аккумулятор с долгим сроком работы

  Олово-сера-литий-ионные аккумуляторная батареи смогут стать альтернативой простым литий-ионным источникам питания. Простой проблемой аккумуляторная…

• Tesla построит крупнейший на планете завод литий-ионных аккумуляторов

  Электромобили Tesla с успехом шагают по планете. Портфель заказов компании набит всецело. Заказов, быть может, было бы, ещё больше, но спрос стойко…