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Batteria “a prova di proiettile„ delle forme della membrana di Kevlar per litio più sicuro e più sottile Rechargeables

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Con un aiuto dalla tecnologia utilizzata in maglie a prova di proiettile, l'Università del Michigan ha sviluppato la nuova tecnologia della batteria che potrebbe impedire il genere di fuochi che hanno collegato Boeing a massa 787 Dreamliners in 2013.

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L'innovazione è una barriera avanzata fra gli elettrodi in una batteria dello litio-ione. Fatto con i nanofibers estratti da Kevlar, il materiale duro in maglie a prova di proiettile, la barriera soffoca lo sviluppo dei tendrils del metallo che possono trasformarsi in in vie indesiderabili per la corrente elettrica.

I ricercatori all'Università del Michigan inoltre hanno fondato le tecnologie di Elegus Supporto-basate Ann per portare questa ricerca dal laboratorio per introdurre. La fabbricazione in serie si pensa che cominci nel quarto trimestre 2016.

“Diverso di altri ultra forti materiali quali i nanotubes del carbonio, Kevlar è un isolante,„ ha detto Nicholas Kotov, un professore di ingegneria all'università. “Questa proprietà è perfetta per i separatori che devono evitare il cortocircuito fra due elettrodi.„

le batterie dello Litio-ione funzionano muovendo gli ioni avanti e indietro del litio da un elettrodo all'altro. Ciò genera uno squilibrio della carica e poiché gli elettroni non possono passare tramite la membrana fra gli elettrodi, passano tramite un circuito preferibilmente e fanno qualche cosa di utile sul senso.

Ma se i fori nella membrana sono troppo grandi, gli atomi del litio possono costruirsi nelle strutture fern-like, denominate dendrites, che finalmente colpiscono tramite la membrana. Se raggiungono l'altro elettrodo, gli elettroni hanno un percorso all'interno della batteria, mettente fuori il circuito in cortocircuito. Ciò è come i fuochi della batteria su Boeing 787 sono pensati per cominciare.

“La figura della felce è particolarmente difficile da arrestarsi a causa della relativa punta del nanoscale,„ ha detto il Siu su Tung, un dottorando nel laboratorio del Kotov, come pure l'ufficiale principale di tecnologia a Elegus. “Era molto importante che le fibre hanno formato i più piccoli pori che il formato di punta.„

Mentre le larghezze dei pori in altre membrane sono alcuni cento nanometri, o alcuni hundred-thousandths di un centimetro, i pori nella membrana sviluppata al U-M sono di 15 nanometri to-20 attraverso. Sono abbastanza grandi lasciare i diversi ioni del litio passare, ma abbastanza piccolo ostruire le 20 punte di to-50-nanometer delle felce-strutture.

I ricercatori hanno fatto la membrana mettendo a strati le fibre in cima a vicenda in strati sottili. Questo metodo mantiene le molecole chain-like nella plastica allungata fuori, che è importante per la buona conducibilità dello litio-ione fra gli elettrodi, secondo Tung.

“Il dispositivo speciale di questo materiale è noi può renderlo molto sottile, in modo da possiamo entrare più energia nello stesso formato delle cellule di batteria, o possiamo ristringere il formato delle cellule,„ ha detto Dan VanderLey, un assistente tecnico che ha aiutato Elegus trovato attraverso il padrone del U-M del programma di attività imprenditoriale. “Abbiamo veduto molto interesse dalla gente che osserva per fare i prodotti più sottili.„

Trenta aziende hanno chiesto i campioni del materiale.

La resistenza termica del Kevlar potrebbe anche condurre alle batterie più sicure mentre la membrana ha una migliore probabilità della sopravvivenza del fuoco che la maggior parte delle membrane attualmente in uso.

Mentre la squadra è soddisfatta con la capacità della membrana di ostruire i dendrites del litio, attualmente stanno cercando i sensi migliorare il flusso degli ioni allentati del litio in moda da potere caricare più rapidamente e liberare le batterie la loro energia.

Le informazioni provengono da uno studio, “un conduttore solido disoppressione dello ione dai nanofibers del aramid,„ che compare in linea nelle comunicazioni della natura.

La ricerca è stata costituita un fondo per soprattutto dal National Science Foundation nell'ambito del relativo prodotto chimico, la bioingegneria, i sistemi di trasporto ed ambientali ed il relativo finanziamento parziale dell'Innovation Corp. inoltre sono venuto dall'ufficio della ricerca navale e della ricerca scientifica dell'ufficio dell'aeronautica.