Den populära myten att en spindel aldrig är mer än några meter bort är förmodligen mer sann för litiumjonbatterier än för spindeldjur. Driva allt från smartphones och bärbara datorer till elektroniska cigaretter, litiumjonbatterier slår ut alternativa energikällor på grund av deras högsta energitäthet och långa livscykel, vilket betyder att de kan laddas om och om igen innan de går sönder. Men för alla dessa fördelar, litiumjonbatterier kommer med en stor oro:De kan antändas katastrofalt när de överhettas.

Vid Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, en ny typ av litiumjonbatteri som inte kan fatta eld pågår. Ett team av forskare under ledning av Konstantinos Gerasopoulos, en senior forskare vid labbet, nyligen gjort genombrott i sina utvecklingsinsatser. Det nya batteriet är tunt och flexibelt, till skillnad från dagens litiumjonbatterier som måste förpackas i styva cylindriska eller polygonala fodral för att avlägsna deras flyktiga innehåll. APL -batteriet är också tufft, kan motstå nedsänkning i vatten, skärande, och till och med ballistiska effekter.

"Vi ville skapa ett batteri som är lika tunt och kraftfullt som elektroniken det är tänkt att driva, "Gerasopoulos säger." Och för att göra det, vi behövde förändra batteriets säkerhet. "

Byt ut för säkerhets skull

I batterier, en flytande elektrolyt förmedlar elektroner mellan två elektroder, ger en elektrisk ström som driver din enhet. Standard litiumjonbatterier innehåller en elektrolyt med ett organiskt lösningsmedel som, samtidigt som den är effektiv, råkar vara brandfarligt. Gerasopoulos och kollegor har utvecklat en ny klass av elektrolyt som använder litiumsalter lösta i vatten som ett brandfarligt lösningsmedel. En polymermatris - i grunden en slags plastsvamp - suger upp vattnet, och det slutliga resultatet är en böjbar, mjuk, kontaktlinsliknande elektrolyt.

Det positiva med det negativa

Vanligtvis, litiumjonbatterielektroder är folieliknande och när den böjs för mycket, kan skrynkla och skadas. APL:s batterielektroder är istället tillverkade med Kapton, en flexibel film som ofta används för att isolera ett rymdfarkoster från extrema temperaturer. Som en extra bonus, Kapton är lättillgänglig, hyllmaterial, minska batteriets kostnad och komplexitet att tillverka.

Mer kraft längre

Den aktuella iterationen av den nya elektrolyten håller 4,1 volt-inte lika mycket som konventionella litiumjonbatterier, men det går närmare. APL -teamet vill också förbättra batteriets livscykel från cirka hundra laddningar till mer som tusen, matchar dagens typiska batteriprestanda. Fortsatt anpassning av polymerens kemi för bättre elektrokemisk stabilitet bör leverera dessa två mål.