Ученые разработали батарею с функцией самоотключения при нагревании

Проблема выхода из строя смартфонов, планшетов, ноутбуков из-за критичного перегрева аккумуляторов наконец-то решена. Такое заявление сделали исследователи из Стэнфордского университета (США).

Ученым удалось разработать безопасную батарею, которая сама отключается, когда температура внутри устройства достигает критичного уровня. После того, как элемент питания остывает, его работоспособность восстанавливается полностью.

Взрывоопасный Li-Ion: откуда берется перегрев

Стандартные литий-ионные батареи устроены одинаково: между двумя электродами располагается гелеобразный или жидки проводник-электролит. Элементы питания в подавляющем большинстве выпускаются в мягкой оболочке. Поэтому в случае даже небольшого механического повреждения, прокола возникает замыкание. Тепло, которое интенсивно выделяется в месте повреждения, приводит к значительному перегреву. Когда температура превысит 1500С, электролит может загореться или даже взорваться.

Нанотехнологии в действии

Группа стэнфордских ученых под руководством профессора Женано Бао разработала принципиально новые батареи, по типу датчика контроля температуры человеческого тела. Это устройство было создано ранее в университетской лаборатории Стэнфорда.

Внутри конструкции помещен пластиковый лист с никелевыми наночастицами. Частички усеяны микроскопическими шипами, поверх которых нанесен графеновый слой. Углеродное покрытие значительно увеличило электропроводимость в момент, когда шипы микрочастиц соприкасаются друг с другом.

Однако революционность изобретения в другом: когда температура внутри АКБ повышается, пленка расширяется, и расстояние между частицами увеличивается. Таким образом, пропадает электрический контакт между элементами, батарея остывает. Температура падает, полиэтилен сжимается и никелевые микрочастицы соприкасаются – аккумулятор восстанавливает работоспособность.

Сверхчувствительный датчик не допустит перегрева

Лабораторные исследования подтвердили, что уровень защиты батареи от перегрева очень высок, ведь чувствительность датчика в 10 000 раз выше аналогичных устройств с твердотельными термодатчиками. Профессор Женан Бао рассказал, что критичный уровень нагревания, когда должна включаться система защиты, можно задавать на этапе производства АКБ.

В любом случае, аккумулятор после охлаждения самовосстанавливается без потери емкости и других технологических характеристик. Такие элементы питания станут настоящим «спасением» для электронных устройств.