Slut med batteribrande: Temperaturfølsomt batteri løser problemet

Stanford-forskere udvikler ’smart’ lithium-ion-batteri, der selv lukker ned, før det overopheder.

Polymerfilmen i det nyudviklede batteri har indbygget temperatursensor og nikkel-pigge overtrukket med grafen. (Foto: Zheng Chen ved Stanford University © Zheng Chen ved Stanford University)

Risiko for brand i batteridrevne enheder som computere, mobiler og hoverboards kan fylde os med gru. Faren for overophedning betyder også, at vi ikke skal sætte mobiler og anden elektronik til at lade op, mens vi sover.

Forskere fra Stanford University har nu udviklet en teknologi, der potentielt kan løse problemet:

En smart lithium-ion-batteri lukker ned, før det overopheder og genstarter, når temperaturen er lav igen. Desuden bevarer batteriet ydeevnen til trods for, at man skulle tro, at den indbyggede lukke-genstart-cyklus kunne slide batteriet, skriver universitetet i en nyhed.

Nanoteknologi med nikkel og grafen

Lithium-ion-batterier består typisk af to elektroder og en flydende eller gelébaseret elektrolyt, som transporterer ladede partikler mellem elektroderne. Batteriet bliver varmt, hvis der sker en punktering, kortslutning eller overopladning. Når temperaturen 150 grader Celcius, kan det antænde elektrolytten og udløse en eksplosion.

Det nye batteri bygger på en bærbar sensor fremstillet af et plastmateriale med bittesmå nikkel-partikler, der stikker ud fra plasten. De små pigge er dækket med grafen og indbygget i en tynd film af elastisk polyethylen.

Ved at hæfte polyethyl-filmen til et af batteriets elektroder kan elektrisk strøm flyde gennem det, når nikkelpartiklerne rører hinanden. Men når filmen bliver varm, udvider filmen sig, og så spredes partiklerne, og elektriciteten stopper.

Justerbar temperaturfølsomhed

Ved forsøg har forskerne blandt andet opvarmet batteriet til over 70 grader Celsius, hvor batteriet lukkede ned. Men temperaturfølsomheden er justerbar.

- Vi kan endda justere temperaturen højere eller lavere afhængigt af, hvor mange partikler vi sætter i eller hvilken type polymermateriale, vi vælger, siger Zhenan Bao, professor i kemi på Stanford University, i universitets nyhed.

Stanford-forskerne beskriver deres nye batteri i en videnskabelig artikel offentliggjort i tidsskriftet Nature Energy.

I YouTube-videoen herunder forklarer professor Zhenan Bao om teknologien.