鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:659次 | 2021年08月10日
美國找到鋰離子電池易燃問題的處理方法
由于熱穩(wěn)定性較差,又沒有良好的電控系統(tǒng),因此鋰離子電池成為電動汽車道路上極大的安全隱患,除了電動汽車以外,消費(fèi)電子產(chǎn)品所使用的鋰離子電池同樣有易燃特性,雖然出廠前已經(jīng)過安全測試,但諸如手機(jī)電池爆炸之類的新聞還是常常見諸報(bào)端。
近日,來自美國北卡羅來納大學(xué)教堂山分校(UNCChapelHill)的研究人員,在實(shí)驗(yàn)一種叫做全氟聚醚(perfluoropolyether)的聚合物時(shí),發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)能夠與鋰鹽溶解,這意味著可以在電池中實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電的特性,研究人員DominicaWong解釋:大多數(shù)的聚合物不會與鹽類溶解,但這種物質(zhì)可以。最關(guān)鍵的是,它沒有易燃性。
全氟聚醚,簡稱pFpE,是一種常溫下呈液體的聚合物,幾十年來都被用作太空機(jī)械元件的潤滑劑,具有極好的熱、氧化穩(wěn)定性,為甚么說pFpE聚合物能夠大大提高鋰離子電池的熱穩(wěn)定性呢?這得先來簡單了解下鋰離子電池的放電原理,即鋰離子從負(fù)極移向正極,然而手機(jī)、筆記本以及電動汽車上的電池除了放電還要進(jìn)行充電,所以還要電解質(zhì)才行,在鋰離子電池中,電解質(zhì)一般都是富離子的聚酸二乙酯(DMC)。
鋰離子電池之所以不穩(wěn)定,原由就在于DMC,這種物質(zhì)即便在常溫下也易燃,研究小組的負(fù)責(zé)人JosephDeSimone筆直表示:它們(DMC)就是汽油的近親。所以,電動汽車在遭受撞擊時(shí),即便起火點(diǎn)不在電池,那么電池也很容易被引燃,從而讓整臺車成為一個(gè)反應(yīng)堆。所以,倘若能讓pFpE代替DMC成為電解質(zhì),理論上電池的穩(wěn)定性會大大提高,事實(shí)上,DeSimone的團(tuán)隊(duì)實(shí)在做到了,他們把pFpE與DMC進(jìn)行了融合,共同作為鋰離子電池的電解質(zhì),發(fā)現(xiàn)不僅電池的熱穩(wěn)定性大大提高,同時(shí)導(dǎo)電效率也大大提升。
DeSimone還特意拿鋰-空氣電池來說明問題。作為鋰離子電池中能量密度最高的一種電池,鋰-空氣電池有一個(gè)瑕疵就是一般電解質(zhì)與氧氣并不兼容,而pFpE很有可能幫助處理這一問題,這樣一來,能量密度與汽油同一水平的鋰-空氣電池離它的實(shí)用化將更進(jìn)一步。
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%
那么pFpE電解質(zhì)的電池在熱穩(wěn)定性上到底有如何的表現(xiàn)呢?研究人員對其進(jìn)行的探測聲明:這種電池能夠承受-90℃至200℃的溫度區(qū)間,有關(guān)電動汽車的動力鋰離子電池來說,這樣的表現(xiàn)綽綽有余,而一般的鋰離子電池的溫度承受范圍是-20℃至60℃,并且隨著溫度過低、過高,其導(dǎo)電能力會大打折扣。
雖然離商用還有很長一段距離,但pFpE電解質(zhì)電池至少向我們證明了一點(diǎn):電動汽車的電池?zé)岱€(wěn)定性和導(dǎo)電性能,是可以完全可以找到處理辦法的。