鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1457次 | 2018年05月11日
斯坦福牛人如何解決鋰離子電池爆炸問(wèn)題?
鋰離子電池的爆炸問(wèn)題一直讓人們頭痛,不僅多起手機(jī)爆炸事件讓人們忐忑不安,上飛機(jī)托運(yùn)前還要把各類(lèi)鋰離子電池卸下也是非常頭痛的一件事。各大公司致力于尋找合適的替代材料制作電池,大多因?yàn)槌杀具^(guò)高,工序過(guò)于復(fù)雜而未果。孰料斯坦福大學(xué)化學(xué)工程系的一位女教授鮑哲楠(本科南京大學(xué))竟以另類(lèi)思維想到在電池電極和集電器之間夾一層聚乙烯薄膜,輕松解決了這個(gè)問(wèn)題。
鋰離子電池非常容易爆炸:當(dāng)你在開(kāi)會(huì)時(shí)或飛機(jī)上,鋰電池可能會(huì)讓你的筆記本爆炸;當(dāng)你褲兜里揣著手機(jī)時(shí),它有可能會(huì)讓手機(jī)爆炸;甚至在人們舒舒服服躺在電動(dòng)座椅上時(shí),鋰電池也有爆炸的可能。然而本季度最熱門(mén)的節(jié)日禮物——懸浮滑板,也因?yàn)槭褂娩囯x子電池被各地禁止使用了。為此許多公司不干別的,就專(zhuān)門(mén)研究生產(chǎn)不易爆炸的電池,但沒(méi)有一家公司能低成本地解決這個(gè)問(wèn)題,他們?cè)O(shè)計(jì)的電池大多制造工序復(fù)雜,很難投入大規(guī)模生產(chǎn)。
然而就在本月11號(hào),斯坦福宣布該校的研究人員已經(jīng)研究出一份配方,其中有一種神秘成分能防止電池爆炸,這種成分叫聚乙烯薄膜,它嵌在長(zhǎng)而尖的納米級(jí)鎳顆粒上。只要將它放置在電極一端和發(fā)送電子的集電器之間即可防止電池爆炸。
又尖又長(zhǎng)的鎳顆粒在常溫下能與其他鎳顆粒接觸并產(chǎn)生電流;在稍高一些的溫度下,塑料薄膜會(huì)膨脹,讓鎳顆粒分解,從而切斷電流(研究人員在鎳外層覆蓋一層石墨烯,以免其久而久之被降解)。研究者稱(chēng)他們可以通過(guò)調(diào)節(jié)溫度來(lái)控制鎳的膨脹和收縮過(guò)程,也由此確保電池一直是在安全的狀態(tài)下工作。
這項(xiàng)研究成果不單成本相對(duì)低廉,易于操作,斯坦福研究人員稱(chēng)這項(xiàng)確保電池安全的反應(yīng)還有一個(gè)顯著的特征使之輕而易舉就從同類(lèi)解決方法中脫穎而出,那就是這個(gè)反應(yīng)是可逆的。也就是說(shuō),當(dāng)溫度過(guò)高時(shí),電池并非永久報(bào)廢,相反的是,一旦電池溫度降下來(lái),塑料薄膜再次收縮,納米顆粒又重新結(jié)合在一起,這時(shí)電池就會(huì)立刻重新開(kāi)始工作。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
「人們?yōu)榱私鉀Q鋰離子電池爆炸引起的火災(zāi),簡(jiǎn)直掏空了心思?!顾固垢4髮W(xué)化學(xué)工程系教授鮑哲南說(shuō)道,「這是我們?cè)O(shè)計(jì)的第一代電池,會(huì)自動(dòng)切斷電流,通過(guò)持續(xù)的加熱和降溫循環(huán)便能重新工作,而且效果不打折。」
下一篇:鋰離子電池所面臨的困境分析