蓋世汽車訊 據(jù)外媒報(bào)道，新加坡南洋理工大學(xué)（NTU Singapore）的材料科學(xué)家開發(fā)了一種防止電池內(nèi)部短路的方法，這是鋰離子電池起火的主要原因。

（圖片來源：南洋理工大學(xué)）

隨著電動(dòng)汽車、手機(jī)、個(gè)人移動(dòng)設(shè)備的發(fā)展，全球電池需求也將增長。預(yù)計(jì)到2030年，僅電動(dòng)汽車每年就需要2700 GWh的鋰離子電池。即使估計(jì)故障率低于百萬分之一，2020年，新加坡仍出現(xiàn)了26起電動(dòng)助力自行車火災(zāi)和42起個(gè)人移動(dòng)設(shè)備起火事故。

在大多數(shù)鋰離子電池火災(zāi)中，起因在于鋰枝晶積聚。當(dāng)電池充電時(shí)，枝晶穿透電池正負(fù)極之間的隔板，從而造成短路并引起火災(zāi)。為了防止發(fā)生短路現(xiàn)象，該校材料科學(xué)和工程學(xué)院的Xu Zhichuan教授及其團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種額外的“抗短路層”，可將其覆于隔板上，以阻止枝晶接觸正極。

Xu教授表示：“我們知道，當(dāng)鋰離子電池工作時(shí)，在充放電循環(huán)過程中，鋰離子必須在正負(fù)極之間移動(dòng)。然而，對于當(dāng)前的商用鋰離子電池來說，這意味著枝晶形成是無法避免的。為了阻止枝晶形成，我們決定利用其固有性質(zhì)，在隔板上額外涂覆一層導(dǎo)電材料，以便這些枝晶與之接觸。一旦枝晶形成連接，就無法再繼續(xù)生長，從而阻止其影響另一側(cè)。”

“抗短路層”如何工作？

鋰離子電池可以比作圖書館里兩個(gè)相對的書架（正極和負(fù)極），由過道（隔板）隔開。當(dāng)電池充電時(shí)，鋰離子從正極移動(dòng)至負(fù)極；放電時(shí)，反之亦然。NTU的“抗短路層”（anti-short layer）類似于將圖書館的桌子放在兩個(gè)書架之間的過道中。當(dāng)用過的書逐漸堆積，快要碰到圖書館的桌子時(shí)，就會(huì)在那里停下來，便于圖書管理人員繼續(xù)整理另一側(cè)。

在實(shí)驗(yàn)室中，該研究團(tuán)隊(duì)在50個(gè)不同鋰離子電池成分的電芯上測試其技術(shù)。在充電階段，未檢測到短路現(xiàn)象。甚至在電池電芯已經(jīng)超出其使用周期時(shí)，也是如此?？苟搪穼佑玫氖请姵刂圃爝^程中常用的材料，可以輕松集成至現(xiàn)有隔板制造工藝中，便于生產(chǎn)企業(yè)采用和擴(kuò)大規(guī)模。該團(tuán)隊(duì)估計(jì)，采用這種技術(shù)后，其成本將比現(xiàn)有的鋰離子電池生產(chǎn)成本高出約5%。

Durapower集團(tuán)首席執(zhí)行官Kelvin Lim表示：“這項(xiàng)新發(fā)明將有助于提高鋰離子電池的安全性和壽命，從而延長電動(dòng)汽車的行駛里程，以及電池儲(chǔ)能解決方案的運(yùn)行時(shí)間?！?/p>

能源儲(chǔ)存技術(shù)公司V-Flow Tech的首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Avishek Kumar博士表示：“這項(xiàng)發(fā)明解決了鋰離子儲(chǔ)能解決方案中最關(guān)鍵的熱失控問題，將成為大規(guī)模采用鋰離子儲(chǔ)能技術(shù)的最大推動(dòng)因素之一?！?/p>

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