锂电池新技术公布最大程度避免热失控引发火灾

07-12-2022

 近日,外媒报道,发表在Nano Letters上的一项研究提供了一种可能的解决方案。本方案采用新技术,可快速限制锂离子电池,并在电池过热时将其关闭。锂离子电池由于体积小、储能高等优点,被广泛应用于智能手表、电动汽车等各种设备中。但是,电池在过热时容易起火或爆炸。
基本上,许多电池使用相同的化学物质。通过电路中的电子设备,电子从电池的一个电极穿梭到另一个电极。然而,在锂离子电池中,电极间的电解液在过热时会蒸发,甚至导致短路热失控,即电池不受控制的自热过程。
在电动汽车中,多个锂离子电池芯连接在一起,热失控现象可能会从一个电池芯蔓延到另一个电池芯,从而引发难以扑灭的火灾。为了防止这种情况发生,许多电池现在都配备了故障安全装置,例如外部通风口、温度传感器或阻燃电解质。但是,这些设施要么反应太慢,要么影响性能。因此,研究人员想要制造一种锂离子电池,既能快速自动关闭,又能像现有技术一样工作。
研究人员使用涂有导电铜喷雾的热响应形状记忆聚合物来制造材料。这种材料大部分时间都可以传输电子,但当它过热时,它就会变成绝缘体。在大约 197°F(91.6°C)时,聚合物中会出现编程的微型 3D 图案,它可以阻挡铜层并阻止电子流动。这样,电芯可以永久停止,以防止潜在的火灾风险。相比之下,在相同温度下,传统电芯仍在运行。如果持续发热,将面临热失控的风险。
在正常工作温度下,使用新型聚合物的电池可以保持高导电率、低电阻率和与传统电池相似的循环寿命。研究人员表示,这项技术可以提高锂离子电池的安全性,但不会影响性能。

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