加州大学圣地亚哥分校研究出分流方法防止锂电池着火【泛亚电竞app官网入口】

2024-12-26 02:15:02

加州大学圣地亚哥分校的纳米工程师研发了一种安全性特性，可以避免锂金属电池在内部短路时很快加剧并起火。由加州大学圣地亚哥分校纳米工程学教授刘祥和他的博士生马修冈萨雷斯领导的研究人员在《先进设备材料》杂志上公开发表了一篇论文，详尽讲解了他们的工作。该团队对电池中被称作隔膜的部分展开了精妙的调整，隔膜是电池负极和负极之间的屏障，这样一来，当电池短路时，电池内部积存的能量（也就是热量）流动就不会减缓。

论文第一作者冈萨雷斯说道：“我们并不是企图制止电池故障的再次发生。我们只是让电池显得更为安全性，这样当它再次发生故障时，电池就会灾难性地起火或发生爆炸”。锂金属电池在重复电池后，阳极上不会经常出现树突的针状结构。

随着时间的流逝，树突生长得充足宽，击穿隔膜，在阳极和阴极之间架起一座桥梁，造成内部短路。当这种情况再次发生时，两个电极之间的电子流一动丧失掌控，造成电池立刻短路并暂停工作。加州大学圣地亚哥分校的研究小组发明者的隔板基本上减轻了这种现象。一面覆盖面积着一层厚的、部分导电的碳纳米管网，它可以截击任何构成的树突。

当一个树突刺入隔膜并碰撞碳纳米管网时，电子就有了一个地下通道，它们可以慢慢地排泄，而不是一下子必要冲出阴极。冈萨雷斯将新的电池分离器比作大坝上的泄洪道。他说道：“当大坝开始决堤的时候，就不会关上溢洪道，让一些水以一种高效率的方式流出来。

这样，当大坝知道决堤并外溢的时候，就没多少水可以引起洪水了。这就是我们的分离器的点子，大幅度减少电荷的排泄速度，避免电子“洪水泛滥”到阴极。

当树突被分离器的导电层截击时，电池就不会开始自我静电，这样当电池短路时，就没充足的能量来产生危险性了。”其他的电池研究工作集中于在用充足牢固的材料来挡住树突的击穿来生产分离器。但冈萨雷斯说道，这种作法的一个问题是，它只是缩短了不可避免的结果。

这些分离器依然必须有孔，让离子通过，以便电池的工作。因此，当树突最后通过时，短路将显得更糟。在测试中，加装了新的分离器的锂金属电池在20到30次循环中表明出有渐渐过热的迹象。

与此同时，电池与一个长时间（和额薄）分离器经历忽然故障在一个周期。“在一个现实的用例场景中，你会有任何关于电池将要过热的预先警告。前一秒有可能就让，下一秒就不会起火或几乎短路。这是不能预测的，”冈萨雷斯说道。

“但有了我们的分离器，你就不会提早获得警告，电池更加劣，更加劣，更加劣，每次电池都是如此。”虽然这项研究的重点是锂金属电池，研究人员说道，这种分离器也可以用作锂离子和其他电池化学反应。研究小组将致力于优化分离器的商业用于。

加州大学圣地亚哥分校早已为研究申请人了一项临时专利。

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