Не встигли гіроскутери , Також відомі як ховерборд, завоювати масову популярність, як у багатьох країнах з'явилася заборона на їх використання в громадських місцях. Виною тому стали численні випадки загоряння, викликані перегрівом літієво-іонних акумуляторів. І ця проблема стосується багатьох електричних пристроїв. Періодично з'являються повідомлення про загоряння акумуляторів в смартфонах, сучасних електрокарах і навіть в літаках .
Але вчені з Стенфорда заявляють, що їм вдалося розробити перший літієво-іонний акумулятор, повністю захищений від загоряння. (Втім, вони трохи лукавлять, ми вже бачили пожежостійкі батареї з кевлар .)
Секрет нового винаходу полягає в особливому полімерному матеріалі, який при небезпечному підвищенні температури перестає проводити електрику і тим самим призводить до вимикання батареї.
Вогнища перегріву виникають при короткому замиканні всередині акумулятора на шляху між двома електродами, і дослідники вже давно шукали можливість зупинити цей процес до появи полум'я.
Наприклад, всередині поміщали капсули з рідким компонентом. При високій температурі капсули плавилися, речовина виливалося і формувало всередині ізолюючий пластиковий шар, який зупиняє ток. Правда, цей процес незворотній, і неможливо використовувати "пролилися" батареї повторно.
У 2014 році професор І Цуй ( Yi Cui ) І його колеги з Стенфорда представили "Розумну батарею" , Яка попереджає власника смартфона або іншої електроніки про небезпеку замикання і необхідності змінити акумулятор.
Щоб придумати щось ще більш безпечне, Цуй звернувся до фахівця з хімічних технологій Чженань Бао ( Zhenan Bao ), Команда якої раніше розробила особливий матеріал з включенням нікелевих наночастинок, що знижує свою електропровідність при нагріванні.
Проблема полягала в тому, що такі частинки швидко руйнувалися під впливом хімічних речовин усередині батареї. Але спільними зусиллями вчені створили найтоншу поліетиленову плівку, в якій наночастинки були ізольовані від навколишнього середовища шаром графена . Потім вони помістили цей матеріал всередину звичайного літієво-іонного акумулятора між одним з електродів і клемою-токос'емник.
При нормальній робочій температурі струм без перешкод проходить крізь плівку. Але як тільки батарея нагрівається вище 70 градусів за Цельсієм, поліетилен розширюється і розтягує нікелеві частинки далі один від одного. При цьому вони перестають проводити електрику, робота акумулятора зупиняється, і температура починає знижуватися. У міру охолодження поліетилен приймає свою первинну форму, і електропровідні властивості плівки відновлюються.
"Ми навіть можемо налаштувати критичну температуру, змінюючи кількість частинок і тип полімерного покриття, - повідомляє Бао в прес-релізі . - Наприклад, ми можемо виключати батарею при 50 або 100 градусах за Цельсієм ".
автори роботи , Опублікованій в журналі Nature Energy, відзначають, що їх винахід дозволяє значно підвищити безпеку акумуляторів, і при цьому зберігає їх високу продуктивність. Фахівці очікують, що після випробувань на великих системах батареї із захисною плівкою можуть з'явитися у продажу.
