氢气预警技术有望防范锂离子电池火灾

记者日前从郑州大学获悉，该校电气工程学院副教授金阳率领课题组研究发现，利用氢气检测技术可以快速测试锂电池石墨负极表面微量锂枝晶析出，当电池储能系统检测到氢气出现时会立即切断充电电源，戒备火灾发生，实现对锂电池热失控的早期安全预警。研究成果近日发表在国际学术期刊《焦耳》上。

锂电池具有高能量密度等特点，已成为便携式设备、电动车和大规模储能范畴最具竞争力的储能技术之一，与人们的生出现活息息相关。然而，由于现有商业化锂电池使用易燃有机溶剂作为电解液的紧要成分，以及锂电池固有的放热特性，其在过充或快充的情况下会出现锂枝晶，有可能刺穿隔膜，从而引发热失控等安全事故。

研究人员通过搭建的原位光学和气体探探测验平台发现，锂电池在过充早期会出现氢气，氢气来源于石墨负极表面析出的金属锂和负极中有机黏结剂的自发反应，利用这一办法可以检测微量锂枝晶的析出。为了进一步验证该技术在实际使用中的有效性，研究人员在实际储能舱中开展了锂电池单模组过充试验，结果声明，氢气相比于其他气体能够最早被检测到，且检测时间比出现浓烟早639秒，比模组起火早769秒。基于此，研究人员开展了更大规模电池簇过充预警试验，在检测到氢气的同时切断充电电源，没有任何可见烟或明火出现，验证了氢气检测的安全预警效果。鉴于电动车火灾事故屡见不鲜，给人们的生命财产安全造成严重危险，急需寻求一种能够快速有效测试锂枝晶的办法，实现对锂电池热失控的早期安全预警。该研究成果有望使用于电动车和规模化储能电站，防范锂电池火灾危险。（来源：科技日报/作者：崔爽）

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