Mencegah letupan bateri lithium-ion dengan berlian

Berbanding dengan teknologi bateri lain, bateri Lithium ion (Li-ion) mempunyai kepadatan tenaga yang agak tinggi dan jangka hayat yang panjang. Perkembangan mereka sejak bertahun-tahun telah membolehkan mereka menjadi teknologi pilihan bateri di beberapa kawasan.

Ini termasuk membekalkan elektronik mudah alih, dan kenderaan elektrik. Walaupun mereka mempunyai ciri-ciri yang diingini dan mengatasi teknologi lain yang tersedia secara komersil, mereka bukan tanpa masalah mereka.

Bateri Li-ion boleh berbahaya dengan meletup di bawah keadaan yang betul. Ini adalah sebab yang sangat membimbangkan. Bahaya berpotensi mereka adalah bahawa syarikat penerbangan hanya membenarkan teknologi bateri ini dalam membawa bagasi.

Apabila topik meletupkan bateri Li-ion muncul, Samsung Galaxy Note 7 terkenal dengan segera. Beberapa bateri ini akhirnya mengingatkan peranti Samsung hanya meletup.

Kontroversi yang berkaitan dengan hoverboards meletup juga timbul. Penyebut yang sama antara kedua-dua senario ini adalah letupan yang disebabkan oleh bateri Li-ion yang rosak.

Walaupun 2 kes ini menerima banyak perhatian, peranti lain yang mengandungi bateri Li-ion telah meletup sebelum ini. Walaupun ia jarang berlaku dengan bateri yang dikawal dengan kualiti yang betul, bateri Li-ion yang meletup adalah risiko yang serius yang tidak boleh diambil ringan.

Sekumpulan penyelidik dari Universiti Drexel menyedari bahawa masih ada risiko yang berkaitan dengan teknologi bateri ini dan telah menghasilkan sentuhan yang menarik untuk cerita ini. Mereka menggunakan berlian untuk menjadikan bateri lebih stabil! Saya benar-benar ingin memberitahu anda tentang penyelesaian novel ini tetapi terlebih dahulu, mari kita lalui beberapa maklumat latar belakang.

Komponen utama bateri adalah seperti berikut:

• Terminal positif dan negatif: Ini adalah titik hubungan untuk peralatan elektrik. Mereka membenarkan elektrik untuk lulus dari bateri ke peralatan.
• Anod dan katod: Reaksi kimia terjadi pada elektrod ini yang bertanggungjawab untuk penjanaan arus.
• Elektrolit: Ini adalah medium yang membolehkan aliran cas antara katod dan anod.

Bateri Lithium Ion Gagal dan Selanjutnya Meletup

Letupan di bateri Li-ion berlaku terutamanya disebabkan oleh litar pintas terminal positif dan negatif. Pembentukan struktur yang dipanggil dendrit di bahagian dalam bateri boleh menyebabkan litar pintas ini.

Litar pintas adalah sambungan elektrik yang menyebabkan aliran arus yang berlebihan dan menghasilkan haba.

Dendrit adalah pembina yang boleh terbentuk di bahagian dalam bateri Li-ion.

Pada dasarnya, litar pendek dendrit ini adalah terminal positif dan negatif bateri, menghasilkan sejumlah besar haba dan menyalakan elektrolit di dalam bateri.

Kebanyakan elektrolit mudah terbakar. Apabila dinyalakan, elektrolit biasanya akan menyebabkan letupan.

Langkah-langkah Keselamatan

Terima kasih telah mengukur mekanisme keselamatan dalam bateri Li-ion berkualiti tinggi.

Langkah Semasa

Untuk mengelakkan pembentukan dendrite, bateri Li-ion yang kini di pasaran menggunakan elektrod grafit yang dipenuhi dengan Lithium. Walaupun konfigurasi ini, menghalang pembentukan dendrite, ia juga mengurangkan ketumpatan tenaga bateri.

Jika elektrod ini diperbuat daripada Lithium tulen, bateri akan mempunyai kapasiti semasa sebanyak 10 kali. Walau bagaimanapun, mereka juga lebih cenderung meletup kerana potensi peningkatan pembentukan dendrite.

Kaedah ini agak berkesan. Walau bagaimanapun, bateri berkualiti rendah mungkin tidak mendapat cukup hak yang boleh mengakibatkan letupan. Walaupun ini berlaku, kaedah yang dijelaskan seterusnya mungkin berpotensi menjadi mekanisme keselamatan yang lebih baik.

Penyelidik Novel Drexel

Pasukan Drexel menghasilkan penyelesaian baru untuk mengekalkan ketumpatan tenaga Lithium tulen sambil meningkatkan keselamatan. Mereka direka bateri yang menggunakan elektrod Lithium tulen. Untuk mengatasi pembentukan dendrite, mereka menyerap larutan elektrolit dengan nanodiamonds.

Nanodiamonds adalah berlian sangat kecil.

The nanodiamonds secara drastik mengurangkan risiko reaksi kimia yang berlaku pada elektrod yang menghasilkan pembentukan dendrite. Litium dilapisi ke salah satu elektrod semasa pelepasan bateri. The nanodiamonds memudahkan salutan seragam, mencegah dendrit.

Pemikiran Akhir

Pasukan mengakui bahawa walaupun kaedah ini agak berkesan berdasarkan ujian mereka, sukar untuk mengatakan bahawa kaedah mereka benar-benar akan menghilangkan pembentukan dendrite. Dengan itu dikatakan, kaedah ini agak menjanjikan kerana ia meningkatkan keselamatan dan membolehkan bateri kapasiti yang lebih tinggi.