告别火灾隐患?一项可防止锂离子电池起火的新技术

  • 2021年09月27日
  • 作者: Selina Shi

    Selina Shi

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  • 翻译: Selina Shi

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新加坡南洋理工大学(NTU)

新加坡南洋理工大学(NTU)

新加坡南洋理工大学(NTU)的科学家们声称,他们发明了一种可以通过提供额外保护层防止短路的电池元件,短路是锂离子电池起火的主要原因。这种“防短路层”可以很容易的添加到锂离子电池内部,防止充电期间出现短路。

虽然预期故障率不到百万分之一,但2020年,新加坡出现了26起助动车火灾和42起个人移动设备火灾。

找到防止电池起火的方法是当务之急。全球电池需求将会不断增长,至2030年,仅电动汽车每年就需要2700GWh锂离子电池,相当于约2250亿块手机电池。

在充电过程中,树枝状的锂沉积物会越过电池阴极和阳极之间的分离器,这是导致电池起火的主要原因。树枝状沉积物堆积会引起短路,导致无法控制的化学火灾。

为了防止这种短路的发生,材料科学与工程学院的Xu Zhichuan教授和他的研究团队发明了一种额外的 "防短路层",这种用在分离器上的“防短路层”可以防止树枝状沉积物到达阴极。

NTU储能和可再生能源及低碳发电组主任Xu教授解释称,“我们知道,如果想让锂离子电池工作,锂离子必须能够在充放电周期中在正负极之间移动。然而,锂离子的转移也意味着对于目前的商业锂离子电池而言,树枝状沉积物的形成不可避免。”

"我们没有阻止树枝状沉积物的形成,而是决定利用它们的固有特性,在分离器上再涂一层导电材料,让这些树枝状沉积物产生连接。一旦它们连接在一起,就无法继续进一步生长,这可以防止它们抵达另一边。”

研究人员在50多个具有不同锂离子电池成分的电池中测试了这一发明。他们声称,即使在电池超期使用的情况下,充电阶段也没有检测到短路。

研究人员认为,防短路层是电池制造中常见的一种材料。采用这项技术后,团队估计成本将比现有锂离子电池生产成本高出5%左右。较低的价格使公司很容易采用并升级新技术。

这项技术目前正在申请专利并由NTU的创新企业公司NTUitive进行商业化运作。

最近,来自印度喀拉拉邦基督学院化学专业和研究部的研究人员声称,他们开发了一种不会生成树枝状沉积物的锌-铁氧化还原液流电池。

Mercom曾在2020年4月报道称,日本的研究人员开发出一种新的电极材料,可以使锂电池更便宜、更稳定,并能在更长的时间内保持更多的电量。

(责任编辑:Selina Shi)

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