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ASU研究人員欲用陶瓷替代電解液 解決鋰電池短路及起火問題

鉅大LARGE  |  點擊量:513次  |  2023年09月22日  

據外媒報道,亞利桑那州立大學(ASU)的專家們解決了一大難題,未來的電池將成為便攜式小型電子件。Chan提出用陶瓷來替代易燃的電解液,大部分安全問題都是由于短路引起的,電解液易著火,并引起氣體散發及材料降解等連鎖反應。


鋰電池為何如此受寵?


鋰電池(LIBs)的密度高,盡管體積小,但儲能大,且分量輕、攜帶方便,是理想的電池種類。


鋰電池過熱事故的真實風險是什么?


鋰電池過熱時,電池內部件存在降解或發生一系列化學反應的風險,該過程將出現熱量及氣體產品(gaseousproducts)。此外,電解液可促使鋰離子在電極間的流動。然而,這類有機物電極不僅揮發性高,還易燃。據美國能源部國家可再生能源實驗室(NationalRenewableEnergyLaboratory)透露,盡管鋰電池因發熱而導致的事故層出不窮,但整體故障率極低。據估計,量產型鋰電池的故障率為千萬分之一至四千萬分之一。

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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%

消費者應如何防止因過熱而導致的鋰電池事故?


最重要的安全措施在于:防止鋰離子相關電子設備的過充或過熱。若將電池暴露在高溫環境下,將導致電池壽命縮短。


目前正在研究,利用更為穩定的固態材料替代電解液,并維持其較高的離子導電性(ionicconductivity)。目前的挑戰在于,許多固體電解質易碎,團隊正在探索將具有鋰離子導電性的陶瓷納米材料和聚合物相融合,旨在獲得理想的固態電解質,并確保其良好的機械性能、較高的鋰離子導電性及提升其安全性能。


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