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新技术可防止锂离子电池起火

盖世汽车 Elisha 2022-11-16 09:58:39

盖世汽车讯 锂离子电池体积小、储能高,在各类设备中得到了广泛应用,包括智能手表和电动汽车等。但是,这种电池在过热时容易起火或爆炸。据外媒报道,最近,在《纳米快报》(Nano Letters)上发表的一项研究提供了一种可能的解决方案。该方案采用一种新技术,可以迅速限制锂离子电池,在电池过热时将其关闭。

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(图片来源:ACS)

基本上来说,很多电池使用的化学物质是相同的。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,电极之间的电解液在过热时会蒸发,甚至导致短路热失控,即电池不受控制地自我加热的过程。

在电动汽车中,多个锂离子电芯连接在一起,热失控现象可能从一个电芯蔓延到另一个电芯,导致产生难以扑灭的大火。为了预防这一点,现在很多电池都配有自动防故障装置,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,要么会影响性能。因此,研究人员想要创造一种锂离子电池,既能快速自动关闭,又能像现有技术一样工作。

研究人员使用覆有导电铜喷雾的热响应形状记忆聚合物来制造一种材料。这种材料大部分时间都可以传输电子,但在过热时会转变成绝缘体。大约在197°F (91.6°C),聚合物中会出现一种经过编程的微观3D图案,可以阻断铜层,使电子不再流动。这样可以使电芯永久停止工作,防止潜在的起火风险。相比之下,在同等温度下,传统电芯仍在运转,继续变热的话,就会面临热失控的风险。

在常规工作温度下,使用新聚合物的电池,可以保持高导电性、低电阻率,以及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,但不影响性能。

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