(圖片來源:ACS)
基本上來說,很多電池使用的化學物質(zhì)是相同的。通過電路中的電子設(shè)備,電子從電池的一個電極穿梭到另一個電極。然而,在鋰離子電池中,電極之間的電解液在過熱時會蒸發(fā),甚至導致短路熱失控,即電池不受控制地自我加熱的過程。
在電動汽車中,多個鋰離子電芯連接在一起,熱失控現(xiàn)象可能從一個電芯蔓延到另一個電芯,導致產(chǎn)生難以撲滅的大火。為了預防這一點,現(xiàn)在很多電池都配有自動防故障裝置,例如外部通風口、溫度傳感器或阻燃電解質(zhì)。但是,這些設(shè)施要么反應(yīng)太慢,要么會影響性能。因此,研究人員想要創(chuàng)造一種鋰離子電池,既能快速自動關(guān)閉,又能像現(xiàn)有技術(shù)一樣工作。
研究人員使用覆有導電銅噴霧的熱響應(yīng)形狀記憶聚合物來制造一種材料。這種材料大部分時間都可以傳輸電子,但在過熱時會轉(zhuǎn)變成絕緣體。大約在197°F (91.6°C),聚合物中會出現(xiàn)一種經(jīng)過編程的微觀3D圖案,可以阻斷銅層,使電子不再流動。這樣可以使電芯永久停止工作,防止?jié)撛诘钠鸹痫L險。相比之下,在同等溫度下,傳統(tǒng)電芯仍在運轉(zhuǎn),繼續(xù)變熱的話,就會面臨熱失控的風險。
在常規(guī)工作溫度下,使用新聚合物的電池,可以保持高導電性、低電阻率,以及與傳統(tǒng)電池相似的循環(huán)壽命。研究人員表示,這項技術(shù)可以提高鋰離子電池的安全性,但不影響性能。
原標題: 新技術(shù)可防止鋰離子電池起火