斯坦福大学研究人员运用高盐电解质设计出防燃电池

颗粒在线讯：研究人员正在努力以各种方式改进电池技术，其中最重要的是解决易燃性问题。科学家们已经制定了一种新的电解质配方，以一种非常有希望的方式来解决这个问题：依靠额外的盐含量来规避有问题的化学反应。

我们的手机、笔记本电脑和电动汽车中的锂离子电池有一定的起火风险，因为它们在运行时产生热量。我们已经看到许多有趣的方法来管理这种风险，包括集成阻燃剂、提醒用户注意过热的警告系统，以及在过热发生之前关闭设备的熔断开关。

许多有希望的解决方案集中在可燃液体电解质上，它在电池的两个电极之间携带电流。缺陷和温度上升会导致这些电解质膨胀和/或点燃，然后可能导致智能手机或电动汽车起火。这一过程通常在140°F（60°C）左右发生，电解质中的溶剂开始蒸发并从液体变成气体。

斯坦福大学的研究生、这项新研究的第一作者Rachel Z Huang说："电池行业最大的挑战之一就是这个安全问题，所以有很多努力在尝试制造一种安全的电池电解质。"

斯坦福大学的研究生Rachel Huang共同开发了一种用于锂电池的新型电解质 Jian-Cheng Lai/Stanford University

黄和她在斯坦福大学和SLAC国家加速器实验室的同事已经开发出一种能够承受高温而不起火的电池。这种基于聚合物的新型电解质包含了大量的锂盐，称为LiFSI，占其总重量的63%。与直觉相反的是，它与易燃的溶剂分子配对，两者形成一种共生关系，有利于电池的安全和性能。

溶剂分子使电解质能够传导离子，并达到与传统电解质相同的性能，而高浓度的盐则固定了这些分子，防止它们蒸发，进而防止火灾。该团队的不易燃电解质在锂离子电池中进行了测试，它能够从室温一直安全运行到212°F（100°C）。

在左边可以看到标准的电池材料起火，而在右边可以看到一种新颖的不易燃材料能够抵御这种情况

斯坦福大学的教授Zhenan Bao说："这项新发现为基于聚合物的电解质设计指出了一条新的思路。这种电解质对于开发未来既高能量密度又安全的电池非常重要"。

该团队的新电解质的一个关键特征是，它具有类似于传统电解质的胶状形式，这意味着它可以与现有的电池部件集成，而不像其他实验性的不易燃电解质。该团队认为在电动汽车的应用中特别有潜力，在那里电池可以更紧密地挤在一起，而没有过热的风险。这将等同于提高能量密度和扩大范围。

研究作者Yi Cui说："这种非常令人兴奋的新电池电解质与现有的锂离子电池技术兼容，并将对消费电子和电气运输产生巨大影响。"

这项研究发表在《物质》杂志上。

来源：cnBeta.COM