美國找到鋰電池易燃問(wèn)題的解決辦法

　　由于熱穩定性較差，又沒(méi)有良好的電控系統，因此鋰電池成為電動(dòng)車(chē)道路上極大的安全隱患，除了電動(dòng)汽車(chē)以外，消費電子產(chǎn)品所使用的鋰電池同樣有易燃特性，雖然出廠(chǎng)前已經(jīng)過(guò)安全檢測，但諸如手機電池爆炸之類(lèi)的新聞還是經(jīng)常見(jiàn)諸報端。

　　近日，來(lái)自美國北卡羅來(lái)納大學(xué)教堂山分校(UNCChapelHill)的研究人員，在試驗一種叫做全氟聚醚(Perfluoropolyether)的聚合物時(shí)，發(fā)現該物質(zhì)能夠與鋰鹽溶解，這意味著(zhù)可以在電池中實(shí)現導電的特性，研究人員DominicaWong解釋?zhuān)?ldquo;大多數的聚合物不會(huì )與鹽類(lèi)溶解，但這種物質(zhì)可以。”最關(guān)鍵的是，它沒(méi)有易燃性。

　　全氟聚醚，簡(jiǎn)稱(chēng)PFPE，是一種常溫下呈液體的聚合物，幾十年來(lái)都被用作太空機械元件的潤滑劑，具有極好的熱、氧化穩定性，為什么說(shuō)PFPE聚合物能夠大大提高鋰電池的熱穩定性呢?這得先來(lái)簡(jiǎn)單了解下鋰電池的放電原理，即鋰離子從負極移向正極，然而手機、筆記本以及電動(dòng)汽車(chē)上的電池除了放電還要進(jìn)行充電，所以還需要電解質(zhì)才行，在鋰電池中，電解質(zhì)一般都是富離子的聚酸二乙酯(DMC)。

　　鋰電池之所以不穩定，原因就在于DMC，這種物質(zhì)即便在常溫下也易燃，研究小組的負責人JosephDeSimone直接表示：“它們(DMC)就是汽油的近親。”所以，電動(dòng)汽車(chē)在遭受撞擊時(shí)，即便起火點(diǎn)不在電池，那么電池也很容易被引燃，從而讓整臺車(chē)成為一個(gè)“反應堆”。所以，如果能讓PFPE代替DMC成為電解質(zhì)，理論上電池的穩定性會(huì )大大提高，事實(shí)上，DeSimone的團隊確實(shí)做到了，他們把PFPE與DMC進(jìn)行了融合，共同作為鋰電池的電解質(zhì)，發(fā)現不僅電池的熱穩定性大大提高，同時(shí)導電效率也大大提升。

　　DeSimone還特意拿鋰-空氣電池來(lái)說(shuō)明問(wèn)題。作為鋰離子電池中能量密度最高的一種電池，鋰-空氣電池有一個(gè)瑕疵就是普通電解質(zhì)與氧氣并不兼容，而PFPE很有可能幫助解決這一問(wèn)題，這樣一來(lái)，能量密度與汽油同一水平的鋰-空氣電池離它的實(shí)用化將更進(jìn)一步。

　　那么PFPE電解質(zhì)的電池在熱穩定性上究竟有怎樣的表現呢?研究人員對其進(jìn)行的測試表明：這種電池能夠承受-90℃至200℃的溫度區間，對于電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池來(lái)說(shuō)，這樣的表現綽綽有余，而一般的鋰離子電池的溫度承受范圍是-20℃至60℃，并且隨著(zhù)溫度過(guò)低、過(guò)高，其導電能力會(huì )大打折扣。

　　雖然離商用還有很長(cháng)一段距離，但PFPE電解質(zhì)電池至少向我們證明了一點(diǎn)：電動(dòng)汽車(chē)的電池熱穩定性和導電性能，是可以完全可以找到解決方案的。