顆粒在線訊：研究人員正在努力以各種方式改進(jìn)電池技術(shù)，其中最重要的是解決易燃性問題?？茖W(xué)家們已經(jīng)制定了一種新的電解質(zhì)配方，以一種非常有希望的方式來解決這個(gè)問題：依靠額外的鹽含量來規(guī)避有問題的化學(xué)反應(yīng)。

我們的手機(jī)、筆記本電腦和電動(dòng)汽車中的鋰離子電池有一定的起火風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樗鼈冊谶\(yùn)行時(shí)產(chǎn)生熱量。我們已經(jīng)看到許多有趣的方法來管理這種風(fēng)險(xiǎn)，包括集成阻燃劑、提醒用戶注意過熱的警告系統(tǒng)，以及在過熱發(fā)生之前關(guān)閉設(shè)備的熔斷開關(guān)。

許多有希望的解決方案集中在可燃液體電解質(zhì)上，它在電池的兩個(gè)電極之間攜帶電流。缺陷和溫度上升會(huì)導(dǎo)致這些電解質(zhì)膨脹和/或點(diǎn)燃，然后可能導(dǎo)致智能手機(jī)或電動(dòng)汽車起火。這一過程通常在140°F（60°C）左右發(fā)生，電解質(zhì)中的溶劑開始蒸發(fā)并從液體變成氣體。

斯坦福大學(xué)的研究生、這項(xiàng)新研究的第一作者Rachel Z Huang說："電池行業(yè)最大的挑戰(zhàn)之一就是這個(gè)安全問題，所以有很多努力在嘗試制造一種安全的電池電解質(zhì)。"

斯坦福大學(xué)的研究生Rachel Huang共同開發(fā)了一種用于鋰電池的新型電解質(zhì) Jian-Cheng Lai/Stanford University

黃和她在斯坦福大學(xué)和SLAC國家加速器實(shí)驗(yàn)室的同事已經(jīng)開發(fā)出一種能夠承受高溫而不起火的電池。這種基于聚合物的新型電解質(zhì)包含了大量的鋰鹽，稱為LiFSI，占其總重量的63%。與直覺相反的是，它與易燃的溶劑分子配對，兩者形成一種共生關(guān)系，有利于電池的安全和性能。

溶劑分子使電解質(zhì)能夠傳導(dǎo)離子，并達(dá)到與傳統(tǒng)電解質(zhì)相同的性能，而高濃度的鹽則固定了這些分子，防止它們蒸發(fā)，進(jìn)而防止火災(zāi)。該團(tuán)隊(duì)的不易燃電解質(zhì)在鋰離子電池中進(jìn)行了測試，它能夠從室溫一直安全運(yùn)行到212°F（100°C）。

在左邊可以看到標(biāo)準(zhǔn)的電池材料起火，而在右邊可以看到一種新穎的不易燃材料能夠抵御這種情況

斯坦福大學(xué)的教授Zhenan Bao說："這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)為基于聚合物的電解質(zhì)設(shè)計(jì)指出了一條新的思路。這種電解質(zhì)對于開發(fā)未來既高能量密度又安全的電池非常重要"。

該團(tuán)隊(duì)的新電解質(zhì)的一個(gè)關(guān)鍵特征是，它具有類似于傳統(tǒng)電解質(zhì)的膠狀形式，這意味著它可以與現(xiàn)有的電池部件集成，而不像其他實(shí)驗(yàn)性的不易燃電解質(zhì)。該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為在電動(dòng)汽車的應(yīng)用中特別有潛力，在那里電池可以更緊密地?cái)D在一起，而沒有過熱的風(fēng)險(xiǎn)。這將等同于提高能量密度和擴(kuò)大范圍。

研究作者Yi Cui說："這種非常令人興奮的新電池電解質(zhì)與現(xiàn)有的鋰離子電池技術(shù)兼容，并將對消費(fèi)電子和電氣運(yùn)輸產(chǎn)生巨大影響。"

這項(xiàng)研究發(fā)表在《物質(zhì)》雜志上。

來源：cnBeta.COM