Ученые создали уникальную литиевую батарею — это безопасно сгибать, разрезать и тренировать
Команда ученых из Калифорнийского университета в Беркли (UC Беркли) добился прогресса в создании безопасной литийной батареи. Текущие литийные батареи особенно восприимчивы к риску пожара в повреждении — проблема, которая была решена в новой разработке. Более того, батарея, созданная исследователями, может растягиваться, сгибаться и даже страдать от частичного бурения без последствий — всего, что необходимо для разработки робототехники.
Предыдущие события в этой области не могли похвастаться долгой жизнью и большим количеством циклов зарядки. Ученые из Калифорнийского университета в Беркли преодолели эти и другие ограничения, демонстрируя в прототипе, что он может выдержать не менее 500 циклов зарядки.
Это приблизительно такое же количество циклов, которые они обещают противостоять сегодняшним массовым литий-ионным батареям.
В процессе создания аккумулятора, устойчивой к серьезным физическим эффектам, исследователи преподавали две основные проблемы. Во -первых, батарея не должна содержать токсичные материалы. Во -вторых, структура электролита должна была сохранить свою собственную форму — если это определение было подходящим для электролита в виде «желе». Ученые справляются с обеими проблемами, хотя не все работает отлично.
«Современным батареям нужна твердая оболочка, так как электролит, используемый в них, является взрывоопасным. Мы хотели создать батарею, которую можно безопасно использовать без твердой оболочки. К сожалению, гибкие оболочки, изготовленные из полимеров или других гибких материалов, могут легко переопределить воздух или воду, и иметь много взрывов, а нагревание — это много тепла. Чтобы экспериментировать с Quasi Hardogle Electrolytes.
Объясните ученых
Поскольку не было готового решения, исследователи пробовали много соединений, прежде чем достичь надежных молекулярных связей в электролите, сохраняя при этом приемлемая ионная проводимость. В частности, рабочее напряжение аккумулятора увеличивается до 3 В или даже немного выше, в то время как квази -фирмы гидрогеля электролиты ограничивали это значение примерно до 1,2 В, что недостаточно для практических применений.
Новый электролит основан на SO -названии. Zwyrionic (ZwitterIonic) Полимеры — класс макромолекул, содержащий как положительно, так и отрицательно заряженные группы в основных или боковых цепях. Эти заряды близки друг к другу и часто нейтрализованы для образования молекул с общим электрическим нейтралитетом. В батареях такой полимер использует «положительные стороны» для подключения к молекулам воды и его отрицательному заряду для привлечения ионов лития.
Эксперименты показывают, что мягкая гидрогелевая батарея поглощает только 19% влаги от воздуха при влажности 50%. Это позволяет батарее работать при напряжении 3,1 В. Два замечательных недостатка новой батареи-более быстрое потерю емкости до 60% от первоначального уровня после 500 циклов зарядки (В то время как современные батареи теряют не более 20%) и низкая плотность энергии хранимой энергии, которая составляет всего около 10% от уровня современных батарей.
Новая «мягкая» батарея в гибкой полимерной упаковке может сгибаться, скручивать, проколоть и даже разрезать без последствий. Его можно даже восстановить из порезов, хотя для этой цели он должен быть выпечен в духовке.
Ученые уверены, что вновь приобретенные объекты помогут в создании более безопасной электроники от робототехники для ношения устройств. Особенно, учитывая, что характеристики батареи все еще могут быть улучшены. Это только вопрос времени и дальнейших исследований.
