过热后自动断电的新型锂电池

2016-01-13 10:01:07 来源 : 新浪科技

中国国际警用装备网讯：北京时间1月12日午间消息，斯坦福大学的研究人员已开发出一种新型锂离子电池，能在过热时自动关闭，并在冷却后重新启动。

　　这一新技术可以防止电池的起火。斯坦福大学化学工程教授鲍哲南表示：“为了解决锂离子电池意外起火的问题，人们尝试了多种不同方法。我们设计了第一种在温度变化时能自动关闭及重启，同时性能不受影响的电池。”

　　鲍哲南及其团队成员在2016年1月11日的《自然能源》期刊上发表了这一研究成果。

　　普通的锂离子电池包含两个电极，而液体或胶状的电解液在两个电极之间传递电荷。因此，对电池的撞击、短路和过度充电都会导致发热。如果温度超过150度，那么电极就会着火，甚至引起爆炸。

　　此前已有多种技术被用于防止电池起火，例如在电解液中加入阻燃剂。2014年，斯坦福大学材料科学与工程副教授崔屹发明了一种“智能”电池，在过热情况下能发出告警。

　　作为论文的联合作者，崔屹表示：“不幸的是，这些技术不具有可逆转性，因此电池在过热后将无法再提供功能。很明显，尽管已有过许多尝试，但电池安全性仍是人们担心的问题，并需新的解决方法。”

　　为了解决这一问题，崔屹、鲍哲南，以及博士后研究员陈政(Zheng Chen，音)开始关注纳米技术。鲍哲南近期发明了一种可穿戴传感器，能监控人体温度。这一传感器由塑料材料制成，其中嵌入了突出于表面的纳米级镍颗粒。

　　在进行电池试验时，研究人员用石墨烯包裹镍颗粒，并将颗粒嵌入至弹性聚乙烯薄膜中。

　　当研究人员将电池加热至70度时，聚乙烯薄膜将会像气球一样膨胀，使颗粒相互分离，电池关闭。而随着温度的下降，聚乙烯将会收缩，颗粒将相互接触，而电池将重新开始产生电力。

　　鲍哲南表示，通过调节颗粒的数量，以及选择不同的聚合物薄膜，这一阈值温度可以改变，例如设置为50度或100度。

　　为了测试这种新材料的稳定性，研究人员使用热风枪对其进行重复的加热。结果显示，电池每次都能在正确的温度做出响应。崔屹表示：“与此前的方法相比，我们的设计带来了更可靠、速度更快、具有可逆转性的方法，既能保证良好的电池性能，也能改善安全性。这一技术有着很好的实际应用前景。”

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