Electrical

Penggunaan membran kevlar pada baterai

Teknologi rompi antipeluru sekarang sedang digunakan untuk memproduksi baterai yang lebih aman. University of Michigan (UM) insinyur telah mengembangkan cara untuk menggunakan membran Kevlar untuk mencegah kebakaran baterai, seperti yang terjadi pada Boeing 787 Dreamliner pada tahun 2013.

Membran terbuat dari kevlar nanofibers dan bertindak sebagai penghalang antara elektroda dalam baterai lithium-ion. Membran membantu mencegah pertumbuhan sulur logam pada baterai yang dapat menyebabkan korsleting sistem dan bahkan menyebabkan kebakaran.

Profesor Nicholas Kotov menjelaskan, “Tidak seperti bahan ultra-kuat lainnya seperti nanotube karbon, Kevlar adalah isolator. Properti ini sangat cocok untuk pemisah yang dibutuhkan untuk mencegah korslet antara dua elektroda.”

Seperti banyak baterai elektrokimia, baterai Lithium-ion melewati ion dari satu elektroda ke yang lain. Rangkaian ini selesai ketika elektron melewati beban dan bertemu di elektroda lainnya. Membran bertindak sebagai cara untuk mencegah aliran mundur dalam baterai.

Namun, jika kesenjangan dalam membran yang cukup besar, lithium akan membangun struktur pakis-seperti yang disebut dendrit. Struktur ini dapat menusuk membran dan akhirnya mencapai elektroda. Elektron akan dapat mengalir melalui baterai dan terjadilah arus pendek (short circuit). Hal ini diyakini bahwa proses ini menyebabkan api yang didasarkan pada 2013 787 Dreamliner.

Teknologi Elegus  diciptakan oleh tim peneliti UM untuk membawa teknologi ini ke pasar. Mereka berharap bahwa produksi massal akan membawa baterai Kevlar ke pasar pada akhir 2016.

Menurut Siu On Tung, mahasiswa pascasarjana Kotov dan CTO dari Elegus, “Bentuk pakis sangat sulit untuk dihentikan karena berukuran skala nano. Itu sangat penting bahwa serat membentuk pori-pori lebih kecil dari ukuran tip.”

Di sinilah membran Kevlar bersinar, dengan ukuran diameter pori sekitar 15 sampai 20 nanometer itu lebih kecil dari membran tradisional dengan faktor 10 atau lebih besar. Dengan demikian, itu pori-pori cukup kecil untuk memblokir 20-50 tip dendrit nanometer, tapi cukup besar untuk ion lithium untuk melewatinya. Terlebih lagi, membran Kevlar lebih tahan dibanding membran lain, yang seharusnya membantu menciptakan baterai lebih aman terhadap api.

Tung juga menyebutkan bahwa membran diproduksi oleh lapisan serat pada lembaran tipis. Hal ini memastikan molekul rantai yang membentang, memungkinkan ion lithium untuk melewati antara elektroda. Tim peneliti saat ini sedang mencari untuk meningkatkan aliran lithium-ion melalui baterai untuk pengisian cepat dan pelepasan energi.

Dan VanderLey, pendiri Elegus dan Guru UM berkata, “Fitur khusus dari bahan ini adalah kita bisa membuatnya sangat tipis, sehingga kami bisa mendapatkan lebih banyak energi ke dalam ukuran sel baterai yang sama, atau kita bisa mengecilkan ukuran sel … Kami telah melihat banyak minat dari orang-orang yang mencari untuk membuat produk lebih tipis. “Dia tidak main-main, baik, karena lebih dari tiga puluh perusahaan telah meminta sampel membran”.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

eighteen − eleven =