Înjunghiat, tăiat, atacat, răsucit – oamenii de știință supun o nouă baterie întinsă până la tortura extremă și a păstrat 90% din capacitatea sa

Oamenii de știință au creat o baterie de hidrogel extensibilă, flexibilă, auto-vindecătoare, care nu are componente toxice și probleme legate de umiditate care au stat anterior în calea unor astfel de produse. Cercetătorii și -au demonstrat robustetea prin tăierea, înjunghierea și răsucirea agresivă a acestuia.

Bateriile convenționale de litiu moale (Li-ion) au suferit de degradarea performanței care rezultă din penetrarea umidității. De asemenea, reprezintă riscuri potențiale de siguranță din cauza electroliților toxici, inflamabili, au spus oamenii de știință.

Pentru a rezolva aceste provocări, cercetătorii au dezvoltat un electrolit cu o sare de litiu fără fluor. Și -au prezentat concluziile într -un studiu publicat pe 9 aprilie în Jurnal Progrese științifice.

Bateriile de hidrogel folosesc electroliți pe bază de apă, care nu sunt inflamabile și mai puțin predispuse la scurgeri sau explozii decât bateriile Li-ion. Bateria Li-ion extensibilă prototip utilizează hidrogel atât ca electrolit, cât și ca separator. Deoarece sunt fără fluor, sunt, de asemenea, mai sigure pentru mediu și mai puțin toxici pentru oameni, au spus oamenii de știință în studiu.

„Tortură” de durată

Echipa a testat bateriile prototipului într -o serie de situații pe care le -a descris drept „tortură”. Dispozitivele au fost atacate cu lame ascuțite, tăiate, înjunghiate, răsucite și expuse la căldură și umiditate extremă.

Bateria a păstrat sau a menținut funcționare stabilă și a demonstrat o funcționare ambientală stabilă pentru mai mult de 500 de cicluri de încărcare-descărcare pe parcursul unei luni.

Înrudite: Bateria „Springy” în stare solidă este de două ori lățimea unei celule albe din sânge și ar putea crește drastic intervalul EV

Hydrogel a menținut un conținut de apă de 19% la 50% umiditate relativă, permițând o funcționare eficientă a bateriei fără ambalaje rigide. În schimb, bateriile standard Li-ion necesită adesea ambalaje rigide și ermetice pentru a oferi suficientă protecție pentru a funcționa în mod fiabil.

Pachetul de hidrogel, electrolit și elastomer auto-vindecător au permis bateriei să recapete aproximativ 90% din capacitatea sa inițială, chiar și după ce a susținut o reducere.

Electroliții pe bază de apă ale bateriilor hidrogel se bazează pe structuri polimerice, care reduc densitatea materialului, dar, în consecință, limitează capacitatea de reținere a încărcării. Li-ion poate ajunge la 200 până la 300 de watt-ore pe kilogram (WH/kg), în timp ce bateriile de hidrogel variază între 50 și 150 WH/kg.

Bateriile tradiționale sunt mai potrivite pentru aplicații cu energie mare, cum ar fi vehiculele electrice și depozitarea de energie pe scară largă. Pe de altă parte, bateriile cu hidrogel sunt mai bune pentru electronice flexibile de generație următoare. Acestea includ produse precum trackere de fitness flexibile, biosenzori și monitoare de sănătate încorporate în îmbrăcăminte, precum și articole de îmbrăcăminte inteligente cu elemente de încălzire încorporate sau afișaje cu LED-uri. Caracteristicile lor de auto-vindecare înseamnă că operațiunile pot fi continuate fără întrerupere sau necesitate de înlocuire.

Explorarea spațială ar beneficia, de asemenea, de rezistența îmbunătățită a unei baterii capabile de flexibilitate și auto-vindecare, la fel ca și roboții subacvatici, care au nevoie suplimentară de rezistență la apă și toleranță la sare.

Ruari McCallion a scris despre fabricație, lanțuri de aprovizionare, automatizare și subiecte conexe de peste un sfert de secol. Rapoartele, articolele și comentariile sale au fost publicate în ziare, reviste și online în Marea Britanie și din întreaga lume. El a fost redactor contribuabil al PETPLANET INSIDER din 2008, redactor al Revizuirii producției din Marea Britanie și este director fondator al Industriei Ltd, care oferă conținut pentru companiile implicate în producție și activități asociate.