史丹佛研發的自動滅火機制,能否改變鋰電池易爆的危機?

作者 | 發布日期 2017 年 01 月 19 日 7:35 | 分類 電力儲存 , 電池 follow us in feedly

2016 年鬧得沸沸揚揚的 Note 7 炸機門,從一開始的幾個爆炸案例,到航空公司的全面封殺,再到三星全部召回銷毀,相信讓不少人仍心有餘悸,睡前把手機放得老遠。



不過,其實生活中鋰電池無處不在。不只我們常用的手機、筆記型電腦,小到我們手上的可穿戴裝置,大到上下班通勤的電動汽車,都有鋰電池的身影。

除了三星事故,其實像特斯拉,也有過數次汽車自燃的案例。而最近,iPhone 電池也被懷疑是 2016 年埃及航空墜毀航班 MS804 的失事原因。

看起來這麼不安全,為什麼還要用鋰電池?

相比起其他電池,鋰電池有不少優點:

  • 重量輕
  • 能量密度高
  • 使用壽命長
  • 無記憶效應

其實,電池製造商也意識到鋰是一種十分活躍的金屬,所以在鋰電池中設定了不少保護機制。如鋰電池中的保護電路,控制晶片一偵測到不規則,就會自動切斷電源。Toyota官網新聞稿

(Source:Toyota

大部分手機採用的鋰離子電池,充放電其實就是鋰離子在陰陽極之間流動的過程。而在陰陽極之間,有一塊隔離膜將兩極隔開,避免短路。一旦短路,就會出現爆炸情況了。

為了避免同樣事件再次發生,LG G6 就採用全新的散熱系統,避免電池過熱。還有其他方法提高鋰電池的安全性嗎?

來自史丹佛學霸的新思路

最近,史丹佛大學的專家們,就提供了一個新想法。與其在避免事故上下工夫,不如先預想最壞的情況,然後將事故造成的破壞控制到最小。

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(Source:Ars Technica

一般來說,最常見的隔離膜材料為聚乙烯,而團隊打算打造一個新的隔離膜來代替。這個隔離膜由超細纖維組成,中間有一層聚合物(PVDF-HFP)的保護殼,包裹阻燃劑 TPP。

增加保護殼的目的,是為了防止阻燃劑滲透進電池的電解質中,進而影響電池的表現。stanford-flame-retardant-separator

(Source:Ars Technica

一旦溫度到達攝氏 160 度,聚合物保護殼就會融化,釋放出包裹的阻燃劑到電解質中,防止電池燃燒。如上圖,阻燃劑 TPP 僅用了 0.4 秒就將火源撲滅了,相當於內建一個「滅火器」。

這會是未來的鋰電池嗎?

從根本上說,這個技術沒有提升鋰電池的效能,只是讓鋰電池更安全。而更薄、能量密度更高、壽命更長,才是未來電池的趨勢。

可以預見的是,相比手機工業,快速發展的電動汽車工業更急需電池技術的突破性進展。拋開鋰電池以外,新材料電池或許才更讓人期待。

(本文由 愛范兒 授權轉載,首圖來源:Flickr/mliu92 CC BY 2.0)

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