研究人員開發非易燃電解質 用鹽來防止鋰離子電池起火
時間:2022-12-13 08:09來源:蓋世汽車 作者:Elisha
點擊:
次
在電動汽車等領域，可充電鋰離子電池得到了廣泛應用。然而，這些電池在溫度過高時可能停止工作并著火。在一定程度上，這是因為電池內部的電解質具有易燃性。據外媒報道，斯坦福大學（Stanford University）與SLAC國家加速器實驗室（SLAC National Accelerator Laboratory）的研究人員共同開發了一種不易燃的鋰離子電池電解質。使用這種電解質的電池在高溫下仍能繼續工作，而不會起火。
（圖片來源：SLAC實驗室）
傳統的鋰離子電池電解質由溶解在液態有機溶劑（如乙醚或碳酸鹽）中的鋰鹽制成。這種溶劑能夠促進鋰離子傳輸，但也存在一定的起火風險。過去30年，研究人員開發了多種不易燃電解質，例如聚合物電解質，使用聚合物基質而不是經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，無法達到傳統電解質的性能水平。
該團隊希望生產一種基于聚合物的電解質，能夠同時提供安全性和性能。因此，斯坦福大學研究生Rachel Z Huang決定在一種聚合物基電解質中盡可能多地加入LiFSI鋰鹽。這種聚合物基電解質由斯坦福大學的博士后學者Jian-Cheng Lai設計和合成。
研究人員測試添加數量的極限。通常情況下，基于聚合物的電解質中鹽的重量不超過50%。Huang將這一數字提高到了63%，由此創造了據稱是有史以來含鹽量最高的聚合物電解質之一。
與其他聚合物基電解質不同，這種電解質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（SAFE）的整體電解質被證明在高溫下不易燃。
SAFE起作用是因為溶劑和鹽協同工作。在采用SAFE的電池中，溶劑分子有助于傳導離子，其性能可與使用傳統電解質的電池相媲美。但是，這種電池可以在77–212華氏度的溫度范圍內繼續運行，而不像大多數鋰離子電池那樣在高溫下容易退化。因為大量添加鹽類，充當溶劑分子的錨，可防止其蒸發和著火。
研究人員表示，這一新發現為聚合物基電解質設計提出了一種新的思維方式。對于未來開發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
聚合物基電解質可以是固體或液體。值得一提的是，SAFE中的溶劑和鹽，可使其聚合物基體塑化，成為像傳統電解質一樣粘稠的液體。
這種粘稠的電解質可以兼容現有市售鋰離子電池部件，不同于其他已有不易燃電解質。例如，固態陶瓷電解質必須使用特殊設計的電極，因此生產成本較高。Huang表示：“有了SAFE，無需更改任何制造設置。當然，如果以前的生產過程使用過SAFE，則需要優化電解質以適應生產線，但工作量比任何其他系統要少得多。”
SAFE可能應用于電動汽車等領域。在電動汽車中，如果多個鋰離子電芯靠得太近，可能互相加熱，最終導致過熱起火。然而，如果在電動汽車的電池中使用像SAFE這樣可在高溫下保持穩定的電解質，就可以將電芯緊密地包裝在一起，無需擔心過熱。除了降低火災風險，這還可以減少冷卻系統占用的空間，使電池擁有更多的空間。增加電池數量，可以提升整體能量密度，使車輛實現更長的單次充電行駛時間。
免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯盟無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本網證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.astra-soft.com
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.astra-soft.com
猜你喜歡
-
研究人員利用X射線揭示鋰金屬電池化學成分
2022-12-09 09:05 -
德國研究人員使用斷層掃描研究硫化銅固態電池 可進一步改進性能
2022-12-01 08:40 -
香港科技大學開發新型鐵基正極材料 以實現質子陶瓷燃料電池創紀錄性能
2022-11-22 09:26 -
Nanotech Energy開發不易燃石墨烯動力電池
2022-11-21 17:51 -
中科院大連化物所開發出高能量密度錳基混合單液流電池
2022-11-11 09:05 -
研究人員通過靈活共享數據 加速實現電池突破
2022-10-26 08:50 -
華中農業大學開發新型鋰負極技術 可提高鋰金屬電池的安全性和效率
2022-10-21 10:13 -
中國研究人員制備具有氮化鋰梯度的3D碳基鋰負極 可提高鋰金屬電池的穩定性
2022-10-20 09:08 -
研究人員實時觀察鋰離子的運動狀況 以提高電動汽車電池材料的性能
2022-10-19 09:04 -
多倫多大學開發出新技術 助力回收鋰離子電池中的金屬
2022-10-10 22:01
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
專題
相關新聞
-
研究人員利用X射線揭示鋰金屬電池化學成分
2022-12-09 09:05 -
德國研究人員使用斷層掃描研究硫化銅固態電池 可進一步改進性能
2022-12-01 08:40 -
香港科技大學開發新型鐵基正極材料 以實現質子陶瓷燃料電池創紀錄性能
2022-11-22 09:26 -
Nanotech Energy開發不易燃石墨烯動力電池
2022-11-21 17:51 -
中科院大連化物所開發出高能量密度錳基混合單液流電池
2022-11-11 09:05 -
研究人員通過靈活共享數據 加速實現電池突破
2022-10-26 08:50 -
華中農業大學開發新型鋰負極技術 可提高鋰金屬電池的安全性和效率
2022-10-21 10:13 -
中國研究人員制備具有氮化鋰梯度的3D碳基鋰負極 可提高鋰金屬電池的穩定性
2022-10-20 09:08
本月熱點
-
比亞迪全固態鋰電池在重慶生產 即將裝車試驗
2022-11-20 12:59 -
國鴻氫能向港交所提交上市申請書 為中國氫燃料電池領先企業
2022-11-23 09:14 -
又一鋰電新貴啟動IPO
2022-12-04 10:27 -
國城三元正極材料生產項目（一期）在莆田簽約
2022-11-13 12:59 -
2022年中國儲能電池行業產業鏈全景梳理及區域熱力地圖
2022-11-20 12:59 -
動力電池回收行業專題報告：動力電池退役潮起，回收賽道風口將至
2022-12-05 10:48 -
衛藍湖州基地第一顆固態動力電芯下線
2022-11-27 11:11 -
動力電池產能過剩來臨，如何看待半山腰的風景？
2022-11-21 17:46
企業微信號
微信公眾號