鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：639次 | 2021年11月11日
美研發(fā)新型電解質(zhì)防鋰離子電池短路起火
在八月二十二日由美國化學(xué)學(xué)會（ACS）舉辦的第256屆全國會議暨博覽會(ACS)上，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室與羅切斯特大學(xué)研究人員展出了一種新型防火的鋰離子電池，其電解液在遭到撞擊時能夠自發(fā)由液體變?yōu)楣虘B(tài)，防止鋰離子電池在破裂時起火。
鋰離子電池一般由正負(fù)電極與電解液組成，置于電動汽車?yán)锏匿囯x子電池一旦遭受猛烈撞擊，用于分隔正負(fù)極的薄層塑料便容易破裂，電池短路后化學(xué)反應(yīng)放出的熱量會導(dǎo)致電池溫度升高，易引起火災(zāi)等事故。多年來，研究人員采取了多種辦法降低鋰離子電池起火的危險(xiǎn)性，包括用不易燃的固體、向電解質(zhì)中加入特定物質(zhì)等。
目前，以固體作為電解液的鋰離子電池通常使用的是塑料或陶瓷材料，但由于固體電解液流動性較差，其充放電效率更低，一些公司也在嘗試用半固態(tài)電解質(zhì)或玻璃狀電解質(zhì)制造電池。
該實(shí)驗(yàn)負(fù)責(zé)人GabrielVeith與其同事在這項(xiàng)研究中，制造了一種能夠進(jìn)行液固轉(zhuǎn)變的電解質(zhì)，正常使用時電解質(zhì)能夠以液體的形式進(jìn)行充放電，具有良好的導(dǎo)電穩(wěn)定性，而在受到外界壓力時，比如電池被壓碎或穿透時，電解液就會變成固體，阻止了正負(fù)極化學(xué)物質(zhì)混合導(dǎo)致的大量放熱，從而達(dá)到預(yù)防起火的目的。
之所以能夠?qū)㈦娊庖簭囊后w變?yōu)楣腆w，GabrielVeith表示，這個想法是受到了懸浮于水中的玉米淀粉的啟發(fā)。當(dāng)人們將玉米淀粉放入水中進(jìn)行攪拌，剛開始并不費(fèi)力氣，但之后會越來越濃稠，玉米淀粉顆粒會粘到一起，逐漸變成難以攪動的固體。具有這種特點(diǎn)的流體被稱作剪切增稠液。研究人員將200納米大小的二氧化硅顆粒加入液體電解液中，作為鋰離子的稀釋溶劑。在受到?jīng)_擊時，這些二氧化硅球狀顆粒會像玉米淀粉顆粒相同“粘”到一起，變成難以穿透的固體材料。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
“加入的二氧化硅顆粒大小要保證一致且精確，”GabrielVeith說，“但二氧化硅的用途不僅在于形成固體，更能夠吸收電池放出的熱量，進(jìn)一步降低了鋰離子電池起火的可能性?！?/p>
使用剪切增稠液作為鋰離子電池電解液并不是該實(shí)驗(yàn)室首創(chuàng)。據(jù)了解，此前有研究小組報(bào)道了將不規(guī)則形狀或桿狀的二氧化硅顆粒加入電解液中，但研究人員認(rèn)為，這項(xiàng)研究中使用的球形二氧化硅顆粒的制備更容易，并比不規(guī)則形狀的顆粒有更快的應(yīng)變能力。
另外，這項(xiàng)成果也為鋰離子電池的生產(chǎn)過程供應(yīng)了新思路。在傳統(tǒng)鋰離子電池的制造過程中，電解液通常是在生產(chǎn)過程的最后一步注入電池外殼，再進(jìn)行電池密封。假如使用剪切增稠液作為電解液，GabrielVeith表示，它將在注入之前就凝固成固體。研究人員采用了一種新工藝，將二氧化硅納米顆粒先放入電池的固定部位，再加入液態(tài)的電解液，解決了這一問題。
據(jù)悉，該研究小組計(jì)劃進(jìn)一步改進(jìn)這個系統(tǒng)，嘗試讓電池能夠在碰撞后受損的部分保持穩(wěn)定，其余的部分能夠繼續(xù)工作。該團(tuán)隊(duì)最初的目標(biāo)是應(yīng)用于無人機(jī)電池，但他們最終希望進(jìn)入汽車市場。
（李麗旻）
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備
