鋰離子電池過熱會發(fā)生什么爆炸嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-25 18:37
點擊量：次
鋰離子電池是幾乎無處不，但是過熱起火和爆炸的危險性一直都在?，F(xiàn)在，倫敦大學研究人員使用3D和熱成像技術(shù)跟蹤鋰離子電池過熱情況下到底發(fā)生了什么。正如你可以在下面GIF圖當中看到的那樣，結(jié)果是不漂亮。研究人員加熱一對商用鋰電池，在溫度超過250攝氏度（482華氏度）之后，研究人員親眼目睹了其中一塊電池發(fā)生爆炸擊穿頂部，研究人員表示，爆炸是由成為“熱失控”的核心崩潰所引發(fā)。
根據(jù)研究人員發(fā)表在Nature的論文顯示，升溫導致鋰電池內(nèi)部溫度不穩(wěn)定，進一步提升內(nèi)部短路并損壞附近任何組件的風險。這僅發(fā)生在無內(nèi)部支撐的鋰電池身上。而內(nèi)部有銅質(zhì)支撐物的鋰電池，加熱超過250度，導致電池核心崩潰，進而讓銅質(zhì)支撐物融化，內(nèi)部溫度超過1000攝氏度，熱量迅速向外擴散，造成熱失控。
研究人員承認，正常使用情況下鋰電池不會達到250度高溫，但是他們進行的這種測試闡明了鋰離子電池爆炸燃燒的環(huán)境和條件，并希望能幫助廠商在未來提升鋰電池的安全性。
鋰離子電池可有效代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉛酸電池，自19世紀50年代末以來，鉛酸電池一直被使用。由于具有輕量、高能量密度和充電損失小的優(yōu)點，鋰離子電池在消費電子產(chǎn)品領(lǐng)域備受推崇。帶有鈷陰極的鋰電池可存儲四倍于鉛酸電池和兩倍于鎳基電池的能量。
盡管鋰離子電池被認為是具有優(yōu)越性能的商業(yè)電池，但使用上仍有一些局限?，F(xiàn)有的制造技術(shù)已經(jīng)幾乎達到了鋰離子電池的理論能量密度極限。由于過熱發(fā)生的熱溢出，即“冒火”，構(gòu)成鋰電池的重大挑戰(zhàn)。
自2002年以來，用于消費電子產(chǎn)品的鋰離子電池，僅在美國就出現(xiàn)近40起火災或爆炸事件。這些以不同鋰陽極組合的電池仍然是現(xiàn)代消費電子產(chǎn)品的重要組成部分，無論它們曾有多么糟糕的高溫事故記錄。
韓國研究人員介紹了一種完全不同的方法?；A(chǔ)科學研究所的KimoonKim博士說，“我們已經(jīng)研究多孔CB[6]的高度各向異性(取向依賴)質(zhì)子導電行為，可作為燃料電池的電解質(zhì)。這種多孔CB[6]電解質(zhì)的鋰離子傳導很可能比現(xiàn)有的材料更安全，現(xiàn)有電池利用簡單浸泡方法制備有機固體基電解質(zhì)。”
現(xiàn)有鋰離子電池技術(shù)采用具有良好性能的夾層鋰。但是，更輕且更高功率的技術(shù)需求促使新型電解質(zhì)的不斷研究。
新開發(fā)的電池由南瓜形狀的分子構(gòu)成，該分子被稱為cucurbit[6]uril(CB[6])，以蜂窩狀結(jié)構(gòu)分布。分子構(gòu)成極薄的平均直徑為7.5埃的一維通道[單個鋰離子約0.76?；?.76×1010 m]并在其間傳遞。此外，多孔CB[6]的物理結(jié)構(gòu)可以使鋰離子比傳統(tǒng)的鋰離子電池更自由地擴散，并不需要其他電池中的分離器。
實驗結(jié)果顯示多孔CB固體電解質(zhì)具有良好的鋰離子電導率。與現(xiàn)有電池的電解質(zhì)相比，研究小組進行了鋰離子遷移數(shù)的測定(tLi +)，觀察到該值在0.7到0.8，超過現(xiàn)有電解質(zhì)的0.2-0.5。
