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什么是鋰離子電池的“迷你滅火器”

鉅大LARGE  |  點擊量:975次  |  2020年08月10日  

還在擔心你的手機會爆炸?一種手機“迷你型滅火器”新鮮出爐了,它能讓手機過熱后自動關機。據《新科學家》雜志網站近日報道,斯坦福大學崔屹團隊在最新鋰離子電池設計中,將人們熟悉的阻燃劑PPT(即磷酸三苯酯)用超薄聚合物材料密封成膠囊,這種分離裝置放在正負極之間但與電解液隔離,只有受熱到一定溫度時,聚合物膠囊外殼融化,阻燃劑才會釋放到電解液中,既能防止電池燃爆,又不會降低其性能。


鋰離子電池因超輕、高效等性能被廣泛用于手機、筆記本電腦和其他移動設備中,但其含有揮發后能自燃成分,長時間使用過熱后存在爆炸危險。為解決這一“熱失控”問題,科學家們曾試圖為鋰離子電池裝上火警器或加入防止短路的化學成分,但這都會降低電解液的導電性能。


而崔屹團隊發表在《科學進展》雜志上的最新設計,電池正常工作時阻燃劑“宅”在塑料纖維膠囊內,當溫度升到150℃后,膠囊外殼融化,阻燃劑緊急“滅火”。實驗表明,當把膠囊放入燃燒起來的電池液中,它們能在不到半秒(0.4秒)時間內快速融化并釋放阻燃劑成功滅火。將膠囊植入商用鋰離子電池后檢測發現,電池的電化學性能沒有絲毫降低。


崔屹表示,假如這種膠囊的實驗室表現能在實際應用中得到驗證,鋰離子電池甚至能可靠地用到電動汽車和電動飛機中。但有科學家質疑認為,膠囊“滅火器”的使用壽命才是要考慮的關鍵因素,必須與一般電動汽車使用10年到20年的期限匹配。“我們已經進行過相關測試,這種膠囊在反復充放電360次后,只有少量阻燃劑泄漏到電解液中。至于使用多長時間后阻燃劑泄漏量最終會影響到電池性能,還需進一步研究。”崔屹說。


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