Умна батерия се самоизключва при прегряване

Генерирането на много топлина при зареждане и разреждане, опасните условия и рискът от късо съединение – това са само някои проблеми пред разработването на ново поколение акумулатори.

За разсейване на натрупаната топлина в батериите се използват различни конструкции за физическа безопасност като например прекъсвачи, пламъкопотискащи вещества и колектори за изключване на тока. Тези подходи обаче осигуряват само еднократна защита – при тях няма решение, което да позволи възстановяването на първоначалното работно състояние на батериите, след като температурата спадне.

Ето защо са необходими интелигентни и активни стратегии за вътрешна безопасност при производството на интелигентни батерии с динамична електрохимична производителност и адаптивна реакция на температурата, казват учени от Хонг Конг. За новата разработка съобщава GreenTech.bg.

[related-posts]

Реверсивните сол-гелообразни преходни хидрогелове се радват на огромен изследователски интерес, заради интелигентния си отговор към температурата на околната среда. Те обикновено са в течно състояние, нерядко с температура под стайната, и могат да се превърнат в „стационарни” гелове, когато се нагреят под дадена критична температура.

Освен това този преход може да бъде обърнат след охлаждане. Това обещава интересни температурно-зависими свойства. Подобни полимери могат потенциално да бъдат добри кандидати за проектиране на съвременни батерии с интелигентна термична реактивност.

Наскоро изследователски екип, ръководен от проф. Чунжи Джи от Градския университет в Хонг Конг, успешно синтезира температурно-чувствителен сол-гел преходен електролит, съдържащ поли (N-изопропилакриламид-ко-акрилова киселина) и включен в акумулаторна система Zn/α-MnO2.

След загряване над ниската критична температура се получава процес на желиране в електролита и значително потискане на миграцията на цинкови йони. Това води до намалена специфична мощност и повишено вътрешно съпротивление на акумулатора, като по този начин на практика се спира батерията.

След охлаждане обаче веществото се връща в течно състояние и може да се възстанови оригиналното електрохимично действие. По-важното е, че за разлика от традиционните стратегии, сол-гел електролитът осигурява термореактивната батерия с динамична скорост на зареждане/разреждане при различна температура, което позволява „интелигентно” термично управление на батерията.

Постижението обещава многообразни възможности за направата на самозащитаващи се батерии чрез реверсивен сол-гел преход. Учените се надяват тяхната разработка скоро да намери приложение в практиката.