爱游戏体育官网-研究人员开发非易燃电解质 用盐来防止锂离子电池起火 2023-11-13

在电动汽车等范畴,可充电锂离子电池获得了普遍利用。但是,这些电池在温渡过高时可能住手工作并着火。在必然水平上,这是由于电池内部的电解质具有易燃性。据外媒报导,斯坦福年夜学(Stanford University)与SLAC国度加快器尝试室(SLAC National Accelerator Laboratory)的研究人员配合开辟了一种不容易燃的锂离子电池电解质。利用这类电解质的电池在高温下仍能继续工作,而不会起火。

(图片来历:SLAC尝试室)

传统的锂离子电池电解质由消融在液态有机溶剂(如乙醚或碳酸盐)中的锂盐制成。这类溶剂可以或许增进锂离子传输,但也存在必然的起火风险。曩昔30年,研究人员开辟了多种不容易燃电解质,例如聚合物电解质,利用聚合物基质而不是经典的盐溶剂溶液来传输离子。这些替换品固然平安性较高,但不克不及像液体溶剂那样有用地传输离子,没法到达传统电解质的机能程度。

该团队但愿出产一种基在聚合物的电解质,可以或许同时供给平安性和机能。是以,斯坦福年夜学研究生Rachel Z Huang决议在一种聚合物基电解质中尽量多地插手LiFSI锂盐。这类聚合物基电解质由斯坦福年夜学的博士后学者Jian-Cheng Lai设计和合成。

研究人员测试添加数目的极限。凡是环境下,基在聚合物的电解质中盐的重量不跨越50%。Huang将这一数字提高到了63%,由此缔造了据称是有史以来含盐量最高的聚合物电解质之一。

与其他聚合物基电解质分歧,这类电解质中还含有易燃溶剂份子。但是,在锂离子电池的测试进程中,这类被称为溶剂锚定不容易燃电解质(SAFE)的整体电解质被证实在高温下不容易燃。

SAFE起感化是由于溶剂和盐协同工作。在采取SAFE的电池中,溶剂份子有助在传导离子,其机能可与利用传统电解质的电池相媲美。可是,这类电池可以在77–212华氏度的温度规模内继续运行,而不像年夜大都锂离子电池那样在高温下轻易退化。由于年夜量添加盐类,充任溶剂份子的锚,可避免其蒸发和着火。

研究人员暗示,这一新发现为聚合物基电解质设计提出了一种新的思惟体例。对将来开辟兼具高能量密度和平安性的电池,具有主要意义。

黏稠状电解质

聚合物基电解质可所以固体或液体。值得一提的爱游戏app体育官方入口是,SAFE中的溶剂和盐,可以使其聚合物基体塑化,成为像传统电解质一样黏稠的液体。

这类黏稠的电解质可以兼容现有市售锂离子电池部件,分歧在其他已有不容易燃电解质。例如,固态陶瓷电解质必需利用非凡设计的电极,是以出产本钱较高。Huang暗示:“有了SAFE,无需更改任何制造设置。固然,假如之前的出产进程利用过SAFE,则需要优化电解质以顺应出产线,但工作量比任何其他系统要少很多。”

SAFE可能利用在电动汽车等范畴。在电动汽车中,假如多个锂离子电芯靠得太近,可能相互加热,终究致使过热起火。但是,假如在电动汽车的电池中利用像SAFE如许可在高温下连结不变的电解质,便可以将电芯慎密地包装在一路,无需担忧过热。除下降火警风险,这还可以削减冷却系统占用的空间,使电池具有更多的空间。增添电池数目,可以晋升整体能量密度,使车辆实现更长的单次充电行驶时候。

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