Падение Samsung Galaxy Note 7 стало, пожалуй, самым ярким событием 2016 года, по крайней мере, в мире электроники. Весь этот ущерб от взрывоопасных литий-ионных батарей. Произошло бесчисленное множество случаев взрывов LiPo, но больше опасений возникло после того, как это начало происходить с устройствами самого уважаемого бренда смартфонов. Это даже не будет небольшим преувеличением, если мы скажем, что батареи LiPo управляют нашей жизнью. Наши телефоны, ноутбуки, теперь наши автомобили и, возможно, все наши дома в будущем.
Мы не хотим ничего из этого в огне, не так ли? Можно сделать эти батареи более безопасными, но насущная потребность в современном мире – это аккумулятор, который нельзя включать, что бы ни случилось. Seeo Inc., стартап из Калифорнийского университета в Беркли, работает над литий-ионными батареями на основе твердых полимеров. Компания утверждает, что ее элементы LiPo безопаснее, дешевле, легче и прослужат дольше, чем обычные батареи. Аккумуляторы используют тонкие пленки полимера в качестве электролита и гораздо более легкие электроды. Испытательные блоки для этих батарей в настоящее время производятся в Национальной лаборатории им. Лоуренса Беркли.
Изображение: Джи Скотт / ARLИсследование, основанное на его работе, было опубликовано в журнале Joule, соавтора Kang Xu из Военно-исследовательской лаборатории США (ARL), который говорит, что
«В прошлом, если вы хотели много энергии, вы выбирали бы неводную литий-ионную батарею, но вам приходилось идти на компромисс в отношении безопасности. Если вы предпочитаете безопасность, вы можете использовать водную батарею, такую как никель / гидрид металла, но вам придется согласиться на более низкую энергию, теперь мы демонстрируем, что вы можете одновременно иметь доступ как к высокой энергии, так и высокой безопасности ».
Изображение: Джи Скотт / ARLВ обычных батареях LiPo используются оксидные электроды кобальта и жидкий электролит, представляющий собой раствор солей лития в органическом растворителе. Когда такие батареи пробиты или перегружены, материал электрода может выделять кислород, вызывая воспламенение растворителя, что может привести к взрыву. Seeo решает проблему с твердым электролитом, который не воспламеняется, что делает весь пакет намного безопаснее. Мохит Сингх, соучредитель Seeo, говорит:
«Данные времени жизни показывают, что обычные литий-ионные системы теряют примерно 40 процентов емкости за 500 циклов. У нас намного лучший жизненный цикл. Мы можем пройти 1000 циклов с потерей емкости менее чем на 5 процентов ».
Твердый электролит позволяет использовать пленки металлического лития для электродов, которые намного легче. Кроме того, он позволяет батарее иметь плотность мощности 300 ватт-часов на килограмм; примерно на 50 процентов выше, чем у обычных ионно-литиевых батарей. Процесс производства становится намного дешевле, когда жидкий электролит исчезает из картины.
Изображение: Джи Скотт / ARLСоздание твердых электролитов не так просто, как кажется. После долгих лет исследований, компания Seeo решила проблему с блок-сополимерами, которые сделаны из двух связанных полимерных цепей, которые самоорганизуются в наноструктуры. Один образует матрицу из проводящих цилиндров, а другой функционирует как опорная матрица. Этот твердый электролит является проводящим так же, как жидкие электролиты, но при этом он значительно прочнее.
Полимерно-электролитная батарея – это необходимость времени, но она имеет свои недостатки и, как говорит Сингх,
«Полимеры всегда будут ограничены более низкой ионной проводимостью по сравнению с жидкостями. Но эти полимеры не могут применяться в системах быстрой зарядки, таких как гибридные электромобили или электроинструменты ».
Развитие остается достижением. Еще несколько лет исследований и совершенствования технологий могут означать более безопасные электронные устройства не только в наших устройствах и дома, но и в наших транспортных средствах.
Умный и полезный! Комментарий ниже, чтобы поделиться своими мыслями с нами.
