鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：2001次 | 2018年10月04日
不會(huì)著火的鋰電池！
通常用于消費(fèi)電子產(chǎn)品的鋰離子電池可能會(huì)因損壞或包裝不當(dāng)而起火。這些事故偶爾會(huì)造成嚴(yán)重后果，包括燒傷、房屋火災(zāi)，甚至是飛機(jī)失事。
受到某些液體在撞擊中凝固的怪異行為的啟發(fā)，研究人員開發(fā)出了一種實(shí)用且廉價(jià)的方法來幫助預(yù)防這些火災(zāi)。
他們將在今天舉行的第256屆美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)(ACS)全國(guó)大會(huì)上公布他們的研究成果。
"在鋰離子電池中，一塊薄薄的塑料將兩個(gè)電極分開，"GabrielVeith博士說，"如果電池?fù)p壞，塑料層失效，電極就會(huì)接觸，導(dǎo)致電池的液體電解質(zhì)著火。"
為了使這些電池更安全，一些研究人員轉(zhuǎn)而使用不易燃的固體電解質(zhì)。但Veith說，這些固態(tài)電池需要對(duì)目前的生產(chǎn)工藝進(jìn)行重大調(diào)整。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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%
作為一種替代方法，他的團(tuán)隊(duì)在傳統(tǒng)的電解質(zhì)中加入一種添加劑，以創(chuàng)造出一種抗沖擊的電解質(zhì)。
當(dāng)電池被擊中時(shí)，它會(huì)凝固，防止電池在跌落或碰撞中受損時(shí)電極接觸。如果電極不互相接觸，電池就不會(huì)著火。
更好的是，加入這種添加劑只需要對(duì)傳統(tǒng)的電池制造過程做一些小的調(diào)整。
當(dāng)Veith和他的孩子們?cè)谕嬉环N叫做Oobleck(歐不裂)的玉米淀粉和水的混合物時(shí)，這個(gè)項(xiàng)目的靈感迸發(fā)了。
"如果你把這種混合物放在餅干托盤上，它就會(huì)像液體一樣流動(dòng)，但你開始戳它時(shí)，它就會(huì)變成固體，"Veith說，"壓力消除后，物質(zhì)又液化了。"
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
Veith意識(shí)到他可以利用這種可逆的"剪切增稠"特性使電池更安全。
這種特性依賴于膠體，膠體是液體中微小的固體顆粒的懸浮體。在Oobleck的例子中，膠體由懸浮在水中的玉米淀粉顆粒組成。
至于電池膠體，Veith和他在橡樹嶺大學(xué)和羅切斯特大學(xué)的同事們使用懸浮在普通液體電解質(zhì)中的二氧化硅作為鋰離子電池。
他解釋說，在撞擊過程中，二氧化硅顆粒聚集在一起，堵塞了流體和離子的流動(dòng)。
研究人員使用了完美的球形、直徑200納米的二氧化硅顆粒，或者說是一種超細(xì)的沙子。
"如果你有非常均勻的顆粒大小，這些顆粒在電解質(zhì)中均勻分散，效果非常好，"Veith說。
"如果它們的大小不均勻，那么液體受到撞擊時(shí)粘性就會(huì)降低，這是很糟糕的。"
其他一些實(shí)驗(yàn)室也在研究剪切增稠技術(shù)，以提高電池的安全性。
一個(gè)研究小組先前報(bào)道了一項(xiàng)關(guān)于"煙霧硅膠"的研究，這種二氧化硅煙霧由微小不規(guī)則的二氧化硅顆粒組成。
另一個(gè)研究小組最近報(bào)道了使用桿狀二氧化硅顆粒的效果。
Veith認(rèn)為他的球形粒子可能比桿狀二氧化硅更容易制造，而且比二氧化硅煙霧對(duì)撞擊有更快的反應(yīng)和更強(qiáng)的阻止力。
Veith的主要進(jìn)展之一涉及電池的生產(chǎn)過程。
在傳統(tǒng)鋰離子電池的制造過程中，在生產(chǎn)過程的最后，電解液注入電池外殼，然后密封電池。
他說:"你不能直接放入剪切增稠的電解質(zhì)，因?yàn)橐坏┠阍噲D注入它，它就會(huì)凝固。"
研究人員解決這個(gè)問題的方法是在加入電解質(zhì)之前先將二氧化硅放置到位。目前他們正在為他們的技術(shù)申請(qǐng)專利。
在未來，Veith計(jì)劃改進(jìn)這個(gè)系統(tǒng)，以便電池在碰撞中受損的部分能夠保持穩(wěn)定，而其余的部分將繼續(xù)工作。
該團(tuán)隊(duì)最初的目標(biāo)是應(yīng)用于無人機(jī)電池，但他們最終希望進(jìn)入汽車市場(chǎng)。他們還計(jì)劃制造一種更大版本的電池，這種電池能夠攔截子彈。
Veith說，這可能對(duì)士兵有利，他們?cè)趫?zhí)行任務(wù)時(shí)通常會(huì)攜帶20磅的防彈衣和20磅的電池。
"電池將發(fā)揮他們的盔甲一樣的功能，可以減輕普通士兵20磅的重量。"
