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热失控抑制材料可防止电池热失控

来源:  发布时间:2024年10月15日 作者:

某研究团队开发出一种创新的热失控抑制材料,可大大降低锂离子电池起火的风险。

热失控是电池起火的一个主要原因,当电池内部的阳极和阴极无意中相互接触时就会发生热失控。这种相互作用会造成短路并产生大量热量,通常会导致火灾。



这种复合材料正式名称为安全强化层(SRL),厚度仅为一微米,约为头发丝厚度的 1/100。它位于电池的阴极层和集电体(铝箔,作为电子的通路)之间,起到温度敏感保险丝的作用。

当电池温度升高超过其正常工作范围(通常在 90 摄氏度到 130 摄氏度之间)时,SRL 就会做出反应,改变其分子结构,抑制电流的流动。据该团队称,温度每升高1摄氏度,这种材料的电阻就会增加 5000 欧姆。此外,这种材料还具有可逆性,这意味着一旦温度回落,电流就能重新正常流动。

这种材料不仅能够在电池过热的早期阶段阻断电流,避免热失控的发生,还具备极高的灵活性和适应性。在测试中,该团队使用了镍钴锰(NCM)和锂钴氧化物(LCO)电池进行实验,结果显示,配备了这种安全层的NCM电池中,有70%完全避免了火灾,而剩下的30%也在几秒钟内自行熄灭。更为显著的是,配备了安全层的LCO电池在测试过程中没有发生任何起火现象。这一结果表明,这项技术在实际应用中有着极高的安全保障效果。



这并不是首次尝试在电池中使用温度响应材料来确保安全,但可能是最成功的一次。正如研究人员所强调的那样,早期的方法导致能量密度降低,反应速度缓慢。

这项技术甚至有可能在不久的将来进入市场。该团队已经完成了移动电池的安全验证测试,预计 2025 年将完成大容量电动汽车电池的安全验证测试。研究人员表示,这种材料可以在短时间内应用于大规模生产。"我们将加强安全技术,确保客户能够放心使用电动汽车,并为增强我们在电池市场的竞争力做出贡献"。

《自然-通讯》杂志上发表了一篇题为"通过在实用锂离子电池中可扩展地制造安全强化层来防止热失控"的论文。




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