Kinas akademi för vetenskap utvecklar smarta litiumbatterier med felvarning
Forskare vid Kinas akademi för vetenskap har tagit fram en ny typ av fast elektrolyt för litiumbatterier. Den kan upptäcka och varna för tillväxt av litiumdendriter som kan orsaka kortslutningar.
Forskare vid institutet för kemi, Kinas akademi för vetenskap, har presenterat ett betydande framsteg inom säkerheten för litiumbatterier. Deras nya forskning fokuserar på att utveckla smarta litiumbatterier som kan förutsäga batterifel på en intern nivå.
Den nya tekniken bygger på en komposit fast elektrolyt som är utformad för att upptäcka tillväxten av litiumdendriter. Dessa kristaller kan orsaka kortslutningar i batterier och leda till farliga situationer, såsom termisk rusning. Nuvarande säkerhetssystem förlitar sig ofta på externa sensorer som inte upptäcker interna fel i tid.
Forskargruppen kombinerade oorganiska partiklar av fast elektrolyt med ett polymert skyddslager. Denna struktur möjliggör transport av litiumjoner samtidigt som den skyddar det oorganiska materialet från direktkontakt med litiummetall under normal drift. När litiumdendriter penetrerar polymerskiktet och kommer i kontakt med den oorganiska delen, utlöses en kemisk reaktion.
Denna reaktion omvandlar den mikroskopiska dendrittillväxten till en detekterbar spänningssignal utanför batteriet. Forskningen visar att denna metod kan ge en tydlig varningssignal innan en allvarlig kortslutning uppstår. Studien erbjuder ett nytt paradigm för design av smarta litiumbatterier, där batteriet inte bara förhindrar fel utan också aktivt upptäcker dem.