史丹佛大學打造防火電池 用「鹽」解決易燃問題
鋰離子電池體積小,具有長時間穩定充放電的安定性以及高輸出、大容量的特點,因此成為行動裝置中不可或缺的存在,只不過,鋰離子電池在使用上最需要改進的問題之一,就是需要解決異常過熱而引發易燃、爆炸的狀況。美國史丹佛大學近日提出新方法,成功利用「鹽」解決鋰離子電池容易起火的安全性問題,甚至直接放火燒電池也沒問題。
電池在運作中會發熱,電池中的電解質又是易燃液體,因此手機、筆電和電動車中的鋰離子電池都有容易起火的風險,而鋰離子電池的電解質負責在陰陽兩極間傳遞電流,但運作途中的升溫會導致電解質膨脹,一旦溫度來到60度C左右,電解質中的溶劑就會開始蒸發,帶來起火風險,過去許多科學家提出不少解決的方案,像是整合阻燃劑、過熱警告系統,或是在意外發生前的關斷系統,也有朝電極或是電解質下手的研究。
史丹佛大學和SLAC國家加速器實驗室開發出耐高溫不會起火的電池,新型聚合物電解質含有大量LiFSI鋰鹽,占總重量的63%,這與易燃溶劑分子配對並兩者形成共生關係,有利於提高電池安全性和性能。
電解質中的溶劑分子能夠傳輸離子,而高濃度的「鹽」則負責錨定這些分子,以防止它們蒸發,不讓電池有起火可能性。研究團隊實際測試新型電池,能夠在100度C的溫度內安全運行。
這個新型的防火電池還有另一個關鍵優勢,新型電解質有傳統電解質的黏性形式,能與現有的電池零件配合,這與過去的實驗性、不易燃的電解質不同。研究團隊指出,新型電池電解質與現有的鋰離子電池技術兼容,這項研究將影響消費性電子產品和電動交通工具。(記者/竹二)
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