【亚博】研究人员用石墨烯包裹锂电池阴极防止电池起火

日期:2021-04-01 00:48:01 | 人气: 60037

本文摘要:据外媒报导,锂电池可让电动汽车的续航里程超过几百英里,存储能量的能力众所周知,但是此类电池不具发生爆炸风险也是人尽皆知,电池人员将此类现象称作“热失控”(即电池累积过多热量)。

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据外媒报导,锂电池可让电动汽车的续航里程超过几百英里,存储能量的能力众所周知,但是此类电池不具发生爆炸风险也是人尽皆知,电池人员将此类现象称作“热失控”(即电池累积过多热量)。当电池短路或是较慢循环时,发生爆炸事故再次发生得最频密。

由于现在每年更加多的电动汽车得以上路,因此电池技术也必须获得发展,以减少危险性和灾难性发生爆炸事故再次发生的可能性。美国伊利诺伊大学芝加哥工程学院(theUniversityofIllinoisatChicagoCollegeofEngineering)的研究人员公布了一份研究报告,回应21世纪的神秘材料–石墨烯,有可能可以从锂离子电池起火时吸出氧气,从而减少发生爆炸风险。锂电池发生爆炸的原因在于电池较慢循环或充放电,以及电池内积存的高温。

上述情况不会造成电池内部的阴极(大多数情况下,阴极都是所含锂的氧化物,一般来说是锂钴氧化物)分解成并获释氧气。而电解质在高温持续性分解成释放出来易燃品,如果氧气与此类易燃品结合,就不会再次发生燃烧。伊利诺伊大学芝加哥工程学院机械和工业工程副教授兼该论文的通讯作者RezaShahbazian-Yassar回应:“我们指出,如果有一种方法,可以避免阴极获释的氧气与电池内其他易燃品结合,我们就可以减少发生爆炸的可能性。

”结果找到,石墨烯材料就是极致的解决方案,石墨烯是一种具备独有性质的超薄碳原子层。Shahbazian-Yassar与他的同事以前曾用于过石墨烯调节锂金属电池电极上积存的锂。Shahbazian-Yassar与他的同事都告诉,氧原子无法从石墨烯片中积聚。此外,石墨烯还具备强度低、柔韧性好、可导电等优点。

他们指出,如果用石墨烯将锂电池的钴酸锂阴极小颗粒包覆一起,就有可能制止氧气逸出。首先,研究人员用化学方法转变了石墨烯,使其具备导电性。接下来,他们将钴酸锂阴极电极的微小颗粒包覆在导电的石墨烯中。当研究人员用于电子显微镜,仔细观察被石墨烯包覆的钴酸锂颗粒时找到,与未包覆石墨烯的颗粒比起,在高温下,获释的氧气显著增加。

接下来,研究人员将被石墨烯包覆的颗粒与黏合材料结合,构成了一个阴极,构建至锂金属电池中。当研究人员测量电池循环过程中氧气获释情况时找到,即使在十分低的电压下,也完全没氧气从阴极中逸出。即使在200次充放电循环之后,锂金属电池的展现出依然很好。

Sharifi-Asl回应:“与传统的锂金属电池比起,阴极包覆了石墨烯的电池在较慢循环后仅有损失了大约14%的容量,而在完全相同条件下,传统锂金属电池的性能上升了大约45%”。Shahbazian-Yassar回应:“石墨烯是制止氧气转入电解质的理想材料。该材料不透氧、可导电、不具柔韧性,强度低,需要忍受电池内部条件。

而且其只有几纳米薄,因此会额外减少电池的质量。我们的研究指出,在阴极中用于石墨烯可增加氧气的获释,有可能是将电池发生爆炸风险明显减少的一种方法,而此类电池为手机和汽车获取动力”。


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