• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Ett nytt sätt att sätta in flamskyddsmedel i ett litiumjonbatteri

    SEM-bild av TPP@PVDF-HFP-mikrofibrerna. Skala, 5 μm. Upphovsman:Liu et al. Sci. Adv. 2017; 3:e1601978

    (Phys.org) - Ett team av forskare vid Stanford University har hittat ett nytt sätt att införa flamskyddsmedel i ett litiumjonbatteri för att förhindra att bränder uppstår. I deras tidning publicerad i tidningen Vetenskapliga framsteg , laget beskriver deras teknik och deras resultat när de testar den.

    Rapporter om telefoner och svängbrädor som fattar eld på grund av kortslutningar i batterier har orsakat larm i den personliga elektronikindustrin - både av användare och de som tillverkar enheterna. Tyvärr, ända tills nu, ingenjörer har inte kunnat lösa problemet helt. De flesta sådana ansträngningar innefattar omkonstruktion av enheter för att förhindra kortslutning och därmed överhettning, eller försöker sätta in flamskyddsmedel direkt i batterierna. Ingen av metoderna har visat sig vara helt tillfredsställande. Omkonstruktion löser inte alltid problemet och tillsatsen av flamskyddsmedel minskar kraftigt batteriets effektivitet. I denna nya insats, forskarna beskriver ett tillvägagångssätt som hittills verkar erbjuda lite hjälp - det stoppar inte överhettning, men det kan förhindra brand.

    Det nya tillvägagångssättet innefattar inkapsling av ett vanligt flamskyddsmedel som kallas trifenylfosfat i ett extremt litet hölje av plastfibrer och sedan sätts in flera av dem i elektrolyten som sitter mellan anoden och katoden. Höljet hindrar retardanten från att faktiskt komma i kontakt med elektrolytmaterialet, som är brandfarligt och källan till de flesta batterier. Men plastfibrerna i höljet har en smältpunkt på 160 ° Celsius - om den temperaturen uppnås, plasten smälter och retardanten släpps ut i elektrolyten och släcker en potentiell brand.

    Schematisk över den ”smarta” elektrospunna separatorn med termiskt utlösta flamskyddsegenskaper för litiumjonbatterier. Upphovsman:Liu et al. Sci. Adv. 2017; 3:e1601978

    I testanordningar som använder sin inkapslade flamskyddsmedel, forskarna rapporterar att mantlarna smält och att retardanten släpptes och slogs samman med elektrolyten på bara 0,4 sekunder och på grund av det avvärjde man bränder.

    I praktiken, det antas att en sådan händelse i en enhet skulle initiera ett maskinvarufel innan batteriet slutade fungera för att varna en användare om vad som hade hänt. Därefter, en användare skulle också antagligen behöva köpa ett nytt batteri för att fortsätta använda sin enhet som skulle överleva överhettningen.

    • GIF -animering som visar EC/DEC -elektrolyten är mycket brandfarlig. Upphovsman:Liu et al. Sci. Adv. 2017; 3:e1601978

    • GIF-animering som visar förbränning av EC/DEC-elektrolyt med den flamskyddande TPP. Upphovsman:Liu et al. Sci. Adv. 2017; 3:e1601978

    • GIF-animering som visar antändligheten hos EC/DEC-elektrolyterna i närvaro av TPP@PVDF-HFP-separatorn. Elektrolytens lågor minskar snabbt och släcks helt inom 0,4 sekunder. Upphovsman:Liu et al. Sci. Adv. 2017; 3:e1601978

    • Schematisk illustration för tillverkning av mikrofibrer genom elektrospinning. Upphovsman:Liu et al. Sci. Adv. 2017; 3:e1601978

    © 2017 Phys.org

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com