當(dāng)前位置: 電池聯(lián)盟網(wǎng) > 前沿 >

研究人員開發(fā)非易燃電解質(zhì) 用鹽來防止鋰離子電池起火

時(shí)間:2022-12-13 08:09來源:蓋世汽車 作者:Elisha
點(diǎn)擊: 次
 
       在電動(dòng)汽車等領(lǐng)域，可充電鋰離子電池得到了廣泛應(yīng)用。然而，這些電池在溫度過高時(shí)可能停止工作并著火。在一定程度上，這是因?yàn)殡姵貎?nèi)部的電解質(zhì)具有易燃性。據(jù)外媒報(bào)道，斯坦福大學(xué)（Stanford University）與SLAC國家加速器實(shí)驗(yàn)室（SLAC National Accelerator Laboratory）的研究人員共同開發(fā)了一種不易燃的鋰離子電池電解質(zhì)。使用這種電解質(zhì)的電池在高溫下仍能繼續(xù)工作，而不會(huì)起火。
（圖片來源：SLAC實(shí)驗(yàn)室）
 
       傳統(tǒng)的鋰離子電池電解質(zhì)由溶解在液態(tài)有機(jī)溶劑（如乙醚或碳酸鹽）中的鋰鹽制成。這種溶劑能夠促進(jìn)鋰離子傳輸，但也存在一定的起火風(fēng)險(xiǎn)。過去30年，研究人員開發(fā)了多種不易燃電解質(zhì)，例如聚合物電解質(zhì)，使用聚合物基質(zhì)而不是經(jīng)典的鹽溶劑溶液來傳輸離子。這些替代品雖然安全性較高，但不能像液體溶劑那樣有效地傳輸離子，無法達(dá)到傳統(tǒng)電解質(zhì)的性能水平。
 
       該團(tuán)隊(duì)希望生產(chǎn)一種基于聚合物的電解質(zhì)，能夠同時(shí)提供安全性和性能。因此，斯坦福大學(xué)研究生Rachel Z Huang決定在一種聚合物基電解質(zhì)中盡可能多地加入LiFSI鋰鹽。這種聚合物基電解質(zhì)由斯坦福大學(xué)的博士后學(xué)者Jian-Cheng Lai設(shè)計(jì)和合成。
 
       研究人員測試添加數(shù)量的極限。通常情況下，基于聚合物的電解質(zhì)中鹽的重量不超過50%。Huang將這一數(shù)字提高到了63%，由此創(chuàng)造了據(jù)稱是有史以來含鹽量最高的聚合物電解質(zhì)之一。
 
       與其他聚合物基電解質(zhì)不同，這種電解質(zhì)中還含有易燃溶劑分子。然而，在鋰離子電池的測試過程中，這種被稱為溶劑錨定不易燃電解質(zhì)（SAFE）的整體電解質(zhì)被證明在高溫下不易燃。
 
       SAFE起作用是因?yàn)槿軇┖望}協(xié)同工作。在采用SAFE的電池中，溶劑分子有助于傳導(dǎo)離子，其性能可與使用傳統(tǒng)電解質(zhì)的電池相媲美。但是，這種電池可以在77–212華氏度的溫度范圍內(nèi)繼續(xù)運(yùn)行，而不像大多數(shù)鋰離子電池那樣在高溫下容易退化。因?yàn)榇罅刻砑欲}類，充當(dāng)溶劑分子的錨，可防止其蒸發(fā)和著火。
 
       研究人員表示，這一新發(fā)現(xiàn)為聚合物基電解質(zhì)設(shè)計(jì)提出了一種新的思維方式。對于未來開發(fā)兼具高能量密度和安全性的電池，具有重要意義。
 
粘稠狀電解質(zhì)
 
       聚合物基電解質(zhì)可以是固體或液體。值得一提的是，SAFE中的溶劑和鹽，可使其聚合物基體塑化，成為像傳統(tǒng)電解質(zhì)一樣粘稠的液體。
 
       這種粘稠的電解質(zhì)可以兼容現(xiàn)有市售鋰離子電池部件，不同于其他已有不易燃電解質(zhì)。例如，固態(tài)陶瓷電解質(zhì)必須使用特殊設(shè)計(jì)的電極，因此生產(chǎn)成本較高。Huang表示：“有了SAFE，無需更改任何制造設(shè)置。當(dāng)然，如果以前的生產(chǎn)過程使用過SAFE，則需要優(yōu)化電解質(zhì)以適應(yīng)生產(chǎn)線，但工作量比任何其他系統(tǒng)要少得多。”
 
       SAFE可能應(yīng)用于電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。在電動(dòng)汽車中，如果多個(gè)鋰離子電芯靠得太近，可能互相加熱，最終導(dǎo)致過熱起火。然而，如果在電動(dòng)汽車的電池中使用像SAFE這樣可在高溫下保持穩(wěn)定的電解質(zhì)，就可以將電芯緊密地包裝在一起，無需擔(dān)心過熱。除了降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，這還可以減少冷卻系統(tǒng)占用的空間，使電池?fù)碛懈嗟目臻g。增加電池?cái)?shù)量，可以提升整體能量密度，使車輛實(shí)現(xiàn)更長的單次充電行駛時(shí)間。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 鋰離子電池 電解質(zhì) 鹽
作者：Elisha ，如若轉(zhuǎn)載，請注明出處：http://tyubcd3.cn/qianyan//2022121340849.html
看完這篇還不夠？如果你也也是同行業(yè)需要發(fā)布您的新聞報(bào)道，請 戳這里 告訴我們！
免責(zé)聲明：本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，與中國電池聯(lián)盟無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實(shí)，對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來源：XXX（非中國電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請?jiān)谝恢軆?nèi)進(jìn)行，以便我們及時(shí)處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜歡
專題
相關(guān)新聞
本月熱點(diǎn)
歡迎投稿
聯(lián)系人：王女士
Email：cbcu#cbcu.com.cn
發(fā)送郵件時(shí)用@替換#
電話：010-56284224
在線投稿
企業(yè)微信號
微信公眾號