Nye materialer til at hjælpe med at stoppe lithium-ion-batteri, eksplosioner og forbedrer batteriets ydeevne

Fra biler og fly til bærbare computere og e-cykler, lithium-ion-batterier har fået skylden for at forårsage brand i højteknologiske enheder. Nu, Forskere fra Purdue University er kommet med patenterede teknikker, der kan reducere risikoen ved disse populære batterier, som findes i hverdagens enheder såsom telefoner og tablets.

"Det største problem, der forhindrer den bredere implementering af disse batterier i flere biler og andre større enheder, er den brændbare og eksplosive natur af de flydende elektrolytmaterialer, der bruges i deres fremstilling, "sagde Ernesto E. Marinero, en professor i materialeteknik og el- og computerteknik i Purdues College of Engineering. "Disse væsker bruges i det, der udgør motorvejen, elektrolytten, til transport af reversibelt litiumioner mellem batterielektroderne under opladnings- og afladningscyklusser. "

Marinero sagde, at Purdue -forskergruppen skabte løsninger, der adresserer brændbarhedsproblemet, sammen med behovet for høj plasticitet i materialet inde i batteriet, der forbinder anoden og katodeelektroderne.

Purdue-forskere skabte et nyt komposit solid-state elektrolytmaterialesystem omfattende keramiske nanopartikler indlejret i polymermatricer.

"Disse patenterede teknologier er designet til at give en sikrere vej inden for batteriet og øge den ioniske ledningsevne og ydeevne, "Sagde Marinero." Desuden disse kompositmaterialer muligvis muliggør brug af rene lithiummetalanoder, at øge de eksisterende batteriers volumetriske kapacitetstæthed med en faktor på omkring fem. "

Marinero sagde, at Purdue -innovationer har applikationer ud over biler og personlige elektroniske enheder. Batteriteknologien kan også hjælpe med at forbedre funktionen og levetiden for medicinsk udstyr som f.eks. Pacemakere.

Andres Villa, en forskningsassistent, der arbejder i Marineros laboratorium, studeret virkningerne af forskellige materialer på den ioniske ledningsevne. Han fandt ud af, at mindre end 10% pr. Vægt af keramiske nanopartikler i en polymerkompositelektrolyt er nødvendig for at overgå den ioniske ledningsevne af tynde film, der kun omfatter det keramiske materiale, derved reducerer produktionsomkostningerne markant.