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風險,過去科學家已提出許多解決方案,包括整合阻燃劑、過熱警告系統,以及在意外發生前的關斷系統,當然也有朝電極或是電解質下手的研究。
鋰離子電池的電解質負責在陰陽兩極間傳遞電流,但電池的缺陷和運作途中的升溫會導致電解質膨脹,一旦溫度升高到 60 °C 左右,電解質中的溶劑就會開始蒸發、從液體變成氣體,帶來起火風險。
對此史丹佛大學和 SLAC 國家加速器實驗室開發出耐高溫不會起火的電池。其中的新型聚合物電解質含有大量 LiFSI 鋰鹽,占總重量 63%,這與易燃溶劑分子配對並兩者形成共生關係,有利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」這些分子防止它們蒸發,不讓電池有起火可能性。該團隊也實際測試新型電池,能夠在室溫到 100°C 的溫度內安全運行。論文第一作者 Rachel Z Huang 表示,安全問題是電池產業面臨的最大挑戰之一,為此人們也付出許多努力來製造安全的電池電解質。
且另一個關鍵優勢在於新型電解質也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。研究作者 Yi Cui 表示,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。
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※本文授權自科技新報,原文見此。