用鋰鹽電解質打造防火電池,直接燒也沒問題

作者 | 發布日期 2022 年 12 月 09 日 13:35 | 分類 能源科技 , 鋰電池 , 電力儲存 line share follow us in feedly line share
用鋰鹽電解質打造防火電池,直接燒也沒問題


現在鋰離子電池使用上最需要改進的問題之一,就是需要解決易燃的狀況,但現在美國史丹佛大學提出新的電解質配方,利用「鹽」成功解決鋰離子電池容易起火的安全性議題,直接放火燒電池也沒問題

電池在運作中會發熱,電池中的電解質又是易燃液體,因此手機、筆電和電動車中的鋰離子電池都有容易起火風險,過去科學家已提出許多解決方案,包括整合阻燃劑、過熱警告系統,以及在意外發生前的關斷系統,當然也有朝電極或是電解質下手的研究。

鋰離子電池的電解質負責在陰陽兩極間傳遞電流,但電池的缺陷和運作途中的升溫會導致電解質膨脹,一旦溫度升高到 60 °C 左右,電解質中的溶劑就會開始蒸發、從液體變成氣體,帶來起火風險。

對此史丹佛大學和 SLAC 國家加速器實驗室開發出耐高溫不會起火的電池。其中的新型聚合物電解質含有大量 LiFSI 鋰鹽,占總重量 63%,這與易燃溶劑分子配對並兩者形成共生關係,有利提高電池安全性和性能。

電解質中的溶劑分子能夠傳輸離子,而高濃度的鹽則負責「錨定」這些分子防止它們蒸發,不讓電池有起火可能性。該團隊也實際測試新型電池,能夠在室溫到 100°C 的溫度內安全運行。論文第一作者 Rachel Z Huang 表示,安全問題是電池產業面臨的最大挑戰之一,為此人們也付出許多努力來製造安全的電池電解質。

且另一個關鍵優勢在於新型電解質也有傳統電解質的黏性形式,能與現有的電池零件配合,這與過去的實驗性、不易燃的電解質不同。研究作者 Yi Cui 表示,新型電池電解質與現有的鋰離子電池技術兼容,這項研究將影響消費性電子產品和電動交通工具。

(首圖來源:SLAC