美国大学为锂金属电池打造“泄洪道” 电池短路时不会着火或爆炸
美国加州大学圣地亚哥分校(University of California San Diego)的纳米技术工程师们研发了一种安全功能,可以在锂金属电池内部短路时,防止其迅速升温并着火。该团队对电池“隔膜”(电池阴阳极之间的屏障)进行了巧妙调整,从而可以在电池短路时,让电池内部积聚的能量(即热量)的流动速度减慢。
该隔膜的一面覆盖了一层薄薄的、可部分导电的碳纳米管网,可以拦截形成的树突(锂金属电池在反复充电后,阳极上会生长一种称为“树突”的针状结构,从而导致电池失效)。当一个树突刺破该隔膜,撞上该网时,有一个通道让电子慢慢排出,而不是直接一下子流到阴极,以防止电子“泛滥”到阴极。当树突被隔膜的导电层拦截时,该电池会开始自我放电,所以,当电池真的短路时,也没有足够的能量引发危险情况,最终可以减轻电池短路带来的影响。
伊利诺伊大学研究人员用石墨烯包裹锂电池阴极 防止电池起火
美国伊利诺伊大学芝加哥工程学院(the University of Illinois at Chicago College of Engineering)的研究人员发布了一份报告,表示石墨烯可能可以在锂离子电池着火时吸走氧气,从而降低起火风险。
锂电池起火的原因在于电池快速循环或充放电,以及电池内积聚的高温。上述情况会导致电池内部的阴极(大多数情况下,阴极都是含有锂的氧化物,通常是锂钴氧化物)分解并释放氧气。而电解质在高温下会分解释放出易燃品,如果氧气与此类易燃品相结合,就会发生自燃。研究人员知道,氧原子无法从石墨烯片中渗出。此外,石墨烯还具有强度高、柔韧性好、可导电等优点。他们认为,如果用石墨烯将锂电池的钴酸锂阴极小颗粒包裹起来,就可能阻止氧气逸出。于是,研究人员将被石墨烯包裹的颗粒与粘合材料结合形成阴极,集成至锂金属电池中。最终,当研究人员测量电池循环过程中氧气释放情况时发现,即使在非常高的电压下,也几乎没有氧气从阴极中逸出。即使在200次充放电循环之后,锂金属电池的表现仍然很好。
(敬请关注微信订阅号:dzbyqzx)