南洋理工大学开发“抗短路层”?可防止电池起火

据外媒报道，新加坡南洋理工大学的材料科学家开发了一种防止电池内部短路的方法，这是锂离子电池起火的主要原因。

随着电动汽车、手机和个人移动设备的发展，全球对电池的需求也将增加。预计到2030年，仅电动汽车每年就需要2700 GWh的锂离子电池。尽管估计故障率不到百万分之一，但2020年，新加坡仍发生了26起电动自行车火灾和42起个人移动设备火灾。在大多数锂离子电池火灾中，原因是锂枝晶的积累。当电池充电时，树枝状物穿透电池正极和负极之间的隔板，导致短路并引发火灾。为了防止短路的发生，该大学材料科学与工程学院的徐志川教授和他的团队发明了一种额外的“防短路层”，可以覆盖在隔板上，以防止树突接触正极。徐教授表示：我们知道，当锂离子电池运行时，锂离子必须在充电和放电循环中在正极和负极之间移动。然而，对于目前的商用锂离子电池来说，这意味着枝晶的形成是不可避免的。为了防止树枝晶的形成，我们决定利用其固有的财产在分离器上涂覆一层额外的导电材料，使这些树枝晶与之接触。一旦树枝晶形成连接，就不可能防止树枝晶形成。继续生长，以防其影响另一侧。“防短路层”是如何工作的？锂离子电池可以比作图书馆里被过道隔开的两个相对的书架。当电池充电时，锂离子从正极移动到负极；放电时，情况也正好相反。NTU的“防短路层”类似于在两个书架之间的过道里放置一张图书馆桌子。当旧书逐渐堆积起来，即将接触到图书馆的桌子时，它们会停在那里，让图书馆工作人员继续组织另一边。在实验室里，研究团队在50个不同锂离子电池成分的电池上测试了其技术。在充电阶段，未检测到短路。当电池超过其使用寿命时，情况也是如此。防短路层是电池制造过程中常用的材料，可以很容易地集成到现有的隔板制造工艺中，使生产企业易于采用并扩大规模。该团队估计，采用这项技术的成本将比现有锂离子电池的生产成本高出约5%。Durpower集团首席执行官Kelvin Lim表示，“这项新发明将有助于提高锂离子电池的安全性和寿命，从而延长电动汽车的续航里程和电池储能解决方案的运行时间。”储能技术公司V-Flow Tech的首席执行官兼联合创始人Avisek Kumar博士，他说：“这项发明解决了锂离子储能解决方案中最关键的热失控问题，并将成为大规模采用锂离子储能量的最大驱动因素之一。”

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