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天天關(guān)注:鋰電起火風(fēng)險完美解決?美科學(xué)家研發(fā)新型超高鹽度電解質(zhì)
時間:2022-12-08 17:04:52


(資料圖片僅供參考)

財聯(lián)社上海12月8日訊(編輯 黃君芝)目前,研究人員正致力于以各種方式改進(jìn)電池技術(shù),其中最重要的是解決可燃性問題。美國科學(xué)家們近期研制出了一種新的電解質(zhì)配方,就可以以一種非常有前途的方式解決這一問題,依靠額外的鹽含量來避免有問題產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)。

眾所周知,我們的手機(jī)、筆記本電腦和電動汽車中的鋰離子電池存在一些火災(zāi)風(fēng)險,因為它們在工作時產(chǎn)生熱量。我們已經(jīng)看到了許多有趣的方法來管理這種風(fēng)險,包括集成阻燃劑,提醒用戶系統(tǒng)過熱的警告系統(tǒng),以及在發(fā)生過熱之前關(guān)閉設(shè)備的終止開關(guān)。

事實上,許多有前途的解決方案都集中在可燃液體電解質(zhì)上,這些電解質(zhì)在電池的兩個電極之間傳遞電流。缺陷和溫度升高會導(dǎo)致這些電解質(zhì)膨脹和/或著火,從而導(dǎo)致智能手機(jī)或電動汽車起火。這個過程通常在60°C左右開始,這時電解質(zhì)中的溶劑開始蒸發(fā),從液體變成氣體。

這項新研究的第一作者、斯坦福大學(xué)研究生Rachel Z Huang說,“電池行業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)之一是安全問題,所以我們花了很多努力來制造一種安全的電池電解質(zhì)?!?/p>

據(jù)悉,該研究小組已經(jīng)開發(fā)出一種能夠忍受高溫而不著火的電池。這種新型聚合物電解質(zhì)含有大量的鋰鹽,稱為LiFSI,占其總重量的63%。與直覺相反,這種物質(zhì)與易燃的溶劑分子配對,兩者形成了一種共生關(guān)系,有利于電池的安全性和性能。

溶劑分子使電解質(zhì)能夠傳導(dǎo)離子,并表現(xiàn)為與傳統(tǒng)電解質(zhì)相同的水平,而高濃度的鹽固定這些分子,防止它們蒸發(fā),進(jìn)而著火。該團(tuán)隊的不易燃電解質(zhì)在鋰離子電池中進(jìn)行了測試,該電池能在室溫到100°C的情況下,一直安全工作。

這項研究成果已于近期發(fā)表在了《物質(zhì)》雜志上。斯坦福大學(xué)教授Zhenan Bao表示,“這一新發(fā)現(xiàn)為基于聚合物的電解質(zhì)設(shè)計指明了一種新思路。這種電解質(zhì)對于開發(fā)高能量密度和安全的未來電池非常重要?!?/p>

該團(tuán)隊的新電解質(zhì)的一個關(guān)鍵特征是,它具有類似于傳統(tǒng)電解質(zhì)的粘性形式,這意味著它可以與現(xiàn)有的電池部件集成,而不像其他實驗性的不易燃電解質(zhì)。該團(tuán)隊認(rèn)為電動汽車應(yīng)用具有特別的潛力,電池可以更緊密地組合在一起,而沒有過熱的風(fēng)險。這將等同于提高能量密度和續(xù)航里程。

“這種非常令人興奮的新型電池電解質(zhì)與現(xiàn)有的鋰離子電池技術(shù)兼容,將對消費電子產(chǎn)品和電力傳輸產(chǎn)生重大影響,”研究人員們補(bǔ)充說。

關(guān)鍵詞: 電動汽車 斯坦福大學(xué)

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