可切割的柔性锂电池 切割时电池也不会起火并可以正常工作

2020-09-03 08:31 ryder

研讨人员规划了一种柔性锂离子电池,即使在被切开、被浸没、被模拟弹道撞击等极点条件下,该电池都可正常工作,并且现在,该电池还不会着火。
 
锂离子电池的电解液属于易燃物,所以很容易产生灾难性的火灾和爆炸事件,因为具有危险性,最具代表性的事件当属三星Galaxy Note7手机就被禁止在飞机上运用,各国的部队也明令禁止水兵在船上和潜艇上使用电子烟,以防止可能出现的危险。
 
最近,在《化学通讯》杂志上,由APL研讨和探究开发部的Konstantinos Gerasopoulos领导的研讨小组公布了发现:一种新式water-in-salt(WiS)和water-in-bisalt(WiBS)电解质,当与聚合物基质合并,可以减少水的活动,提高电池的能量,延长其生命周期,一起消除现在锂离子电池中易燃、有毒、高活性的溶剂。研讨人员表明,该种电解质是一种安全、强壮的代替品。
 
而随着此类电池已经逐渐成为便携式电子设备、电动轿车和电网存储等应用的首选储能东西,因而可以提高其安全性将标志着锂离子电池出产和运用方法的严重转变。
 
APL高级研讨科学家兼首席研讨员Gerasopoulos表明:“从手机到轿车,锂离子电池已经成为日常日子中的常见品,继续提高其安全性对进一步促进储能技术至关重要。自20世纪90年代初期,锂离子电池实现商业化以来,其形状因数都没有产生太大的改变,咱们仍是选用相同的圆柱形或菱形电池芯,其间的液体电解质和所需的密封包装与此种形状有极大的联系。”
 
科学家们证明,UV固化工艺以及在聚合物中集成WiBS可改进游离水的停留性,而停留性将由该聚合物负责协调,然后可以提高其电化学安稳性。研讨人员表明:“咱们首次证明,现在市场上广泛运用的低成本阳极纳米级钛酸锂(Li4Ti5O12,LTO)可用于水性聚合物锂离子电池,并且可以可靠地循环100屡次。”
 
在新研讨中,团队克服了液态WiBS电解质的约束。因为存在水,液态WiBS电解质本质上是安全的,但是其能量有限,与大多数商用阳极资料无法兼容。研讨人员研制了“安稳的、根据WiBS的水性凝胶聚合物电解质(GPEs)。在WiBS存在的情况下,研讨人员经过UV介导,聚合水溶性丙烯酸酯然后制成此种电解质。”
 
Gerasopoulos表明:“第一代柔性电池在尺寸上不如咱们现在制作的电池那样安稳。咱们研制的UV固化聚合物是一种独立、机械强度高的薄膜,类似于隐形眼镜。此类电池就算完全暴露在空气中,都可以连续工作几天。并且可以烧、切开它们,或许以其他方法对它们施加压力,它们也依然可以工作。”
 
APL科学项目主管Jeff Maranchi表明:“咱们的团队在不断提高柔性锂离子电池的安全性和性能,并且咱们期望在一年内可以将该新研讨转变成原型。”

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