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新型智能电池!不再担心电池起火

时间:2024-05-22 17:20:19 科技赋能

斯坦福大学的科学家们开发出一种锂离子电池,具有提醒功能,在电池过热和爆炸之前会激活提醒用户。

如果你经常使用智能产品,你可能经历过这些移动设备会发热,并且你也知道发热的程度。

尽管锂离子电池很少会出现过热并损坏手机的情况,但这种情况确实会发生。

这种危险的事情不仅发生在智能手机上,其他由锂离子电池供电或供电的产品也存在潜在危险,包括笔记本电脑、电子阅读器,甚至汽车和飞机。

例如,2010年一架波音飞机在着陆后发生电池起火。

斯坦福大学的一组研究人员开发了一种新系统。

该系统可以在类似危险情况发生之前向用户发出警报。

斯坦福大学材料科学与工程副教授崔毅表示:“我们的目标是发明一种具有预警能力的系统,以拯救生命和保护财产。

” “这个系统可以预测类似危险问题的发生。

但如果电池受到撞击或者由于非加热因素而起火爆炸,这个预警系统就不起作用了。

”锂离子电池由两个部件组成:碳阳极和碳阳极。

锂离子氧化物阴极。

焊条,这两根焊条紧紧地绑在一起。

有一个薄聚合物片将两个电极分开。

一旦这种薄膜隔膜损坏,电池就会短路并爆炸。

这层聚合物隔膜的材质与塑料瓶相同,它有足够的小孔,可以让电解液中的锂离子在两根焊条之间来回流动。

设计是这样,但制造过程中的任何错误都可能导致危险事故。

另一个危险因素是过度充电。

过度充电会导致锂离子受热膨胀并形成枝晶,导致隔膜破裂。

枝晶接触阴极并导致电池短路。

崔毅和他的同事发明的这个系统在原来的聚合物隔板的一侧增加了一层铜箔,以提供双重隔离。

这层铜箔被开发者称为第三电极。

Denys Zhuo 说:“这层铜箔的作用就像一个传感器,它可以检测阳极和隔膜之间的电压。

当枝晶生长到接触铜箔时,电压就会降至零。

这样,你就可以研究生卓说:“知道树突已经突破了电池内部的第一个隔膜,这是一个信号,要求在树突与阴极接触并导致短路之前拔掉电池并远离它。

”系统的开发人员。

此外,由于有这层铜箔,研究人员可以通过测量铜箔与阴极之间的电阻来精确测量枝晶断裂的位置。

研发人员之一的吴辉,也是崔毅带领的研发团队中的博士后研究员。

他说,“这层铜箔与传统的聚合物隔膜一样柔韧,并且具有极强的渗透性。

因此,它有一个不容忽视的特性,那就是这层新增加的铜箔对锂离子与阴阳之间的相互作用对电极之间的流动没有任何影响,不会影响电池的性能,但在保证安全方面发挥着巨大的作用。

”任何电池都可以加这层铜箔,这样就可以了。

用它来预测电池爆炸前的短路情况。

随着越来越多的大型设备,特别是车辆,使用锂离子电池,这种预测功能变得非常重要和有用。

崔毅还表示,“电池组越大,这层铜箔就越重要。

现在有些电动汽车的电池组里配备了数千颗锂离子电池,如果其中一颗电池爆炸,整个电池组就会爆炸。

”可能是爆炸。

”有关这项研究的详细信息,您可以在线查看最新一期的《自然通讯》杂志。