解決鋰電池易燃性問題的方法

美國(guó)找到解決鋰離子電池易燃性問題的方法

由于熱穩(wěn)定性差,沒有杰出的電子控制系統(tǒng),所以鋰離子電池是電動(dòng)潛力巨大安全隱患在路上,除了電動(dòng)汽車,消費(fèi)電子產(chǎn)品使用相同的鋰離子電池有易燃的特點(diǎn),雖然已經(jīng)交貨前安全測(cè)試,但如手機(jī)電池爆炸的消息仍然經(jīng)常被報(bào)道。

最近,來自北卡羅來納大學(xué)教堂山分校(UNCChapelHill)的研究人員,在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中被稱為全氟聚合物聚醚(Perfluoropolyether),發(fā)現(xiàn)材料可以溶解和鋰鹽,這意味著您可以實(shí)現(xiàn)電池的導(dǎo)電的特點(diǎn),研究人員DominicaWong解釋:大多數(shù)的聚合物溶解鹽,但這種材料可以。最重要的是，它不是易燃的。

全氟聚醚，或PFPE，是一種室溫下類似液體的聚合物。幾十年來，它一直被用作航天機(jī)械部件的潤(rùn)滑劑。具有良好的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性。但手機(jī)、筆記本電腦和電動(dòng)汽車的電池也要電解質(zhì)，而電解質(zhì)通常是由富含離子的聚二乙酸乙酯(DMC)構(gòu)成的。

領(lǐng)導(dǎo)該小組的約瑟夫德西蒙說，由于DMC的存在，鋰離子電池不穩(wěn)定，即使在室溫下它也是易燃的。因此，當(dāng)一輛電動(dòng)汽車被擊中時(shí)，即使電池里沒有火，電池也會(huì)自動(dòng)點(diǎn)火，把汽車變成一個(gè)反應(yīng)堆。因此，假如PFPE可以替代DMC作為電解液，理論上可以大大提高電池的穩(wěn)定性。事實(shí)上，德西蒙的團(tuán)隊(duì)做到了。他們將PFPE和DMC混合作為鋰離子電池的電解質(zhì)，發(fā)現(xiàn)不僅電池的熱穩(wěn)定性有了很大的提高，而且電導(dǎo)率效率也有了很大的提高。德西蒙還提出了鋰空氣電池的觀點(diǎn)。鋰-空氣電池是所有鋰離子電池中能量密度最高的，它的一個(gè)缺點(diǎn)是電解質(zhì)通常與氧不相容，PFPE可能有助于解決這個(gè)問題，因此與汽油能量密度相同的鋰-空氣電池更接近于實(shí)用。

那么PFPE電池的熱穩(wěn)定性到底是怎么樣的呢?研究者的試驗(yàn)表明,電池可以承受-90℃到200℃的溫度范圍內(nèi),對(duì)電動(dòng)汽車電池,這反映了窮人,和普通鋰離子電池溫度公差范圍是-20℃-60℃,溫度過低,過高,其導(dǎo)電率將大大降低。

盡管PFPE電池離商業(yè)化還有很長(zhǎng)一段路要走，但它至少證明了電動(dòng)汽車電池的熱穩(wěn)定性和導(dǎo)電性是完全可行的。