在電動汽車等領(lǐng)域脱处，可充電鋰離子電池得到了廣泛應(yīng)用千雏。然而，這些電池在溫度過高時可能停止工作并著火梭甸。在一定程度上竹观，這是因為電池內(nèi)部的電解質(zhì)具有易燃性掰砌。據(jù)外媒報道屏商，斯坦福大學(xué)（Stanford University）與SLAC國家加速器實驗室（SLAC National Accelerator Laboratory）的研究人員共同開發(fā)了一種不易燃的鋰離子電池電解質(zhì)。使用這種電解質(zhì)的電池在高溫下仍能繼續(xù)工作锤勉，而不會起火跋共。

（圖片來源：SLAC實驗室）

傳統(tǒng)的鋰離子電池電解質(zhì)由溶解在液態(tài)有機溶劑（如乙醚或碳酸鹽）中的鋰鹽制成。這種溶劑能夠促進鋰離子傳輸赵街，但也存在一定的起火風險絮很。過去30年，研究人員開發(fā)了多種不易燃電解質(zhì)张庄，例如聚合物電解質(zhì)戚绪，使用聚合物基質(zhì)而不是經(jīng)典的鹽溶劑溶液來傳輸離子。這些替代品雖然安全性較高巩烤，但不能像液體溶劑那樣有效地傳輸離子享处，無法達到傳統(tǒng)電解質(zhì)的性能水平。

該團隊希望生產(chǎn)一種基于聚合物的電解質(zhì)铡喊，能夠同時提供安全性和性能喝撒。因此，斯坦福大學(xué)研究生Rachel Z Huang決定在一種聚合物基電解質(zhì)中盡可能多地加入LiFSI鋰鹽诅岩。這種聚合物基電解質(zhì)由斯坦福大學(xué)的博士后學(xué)者Jian-Cheng Lai設(shè)計和合成讳苦。

研究人員測試添加數(shù)量的極限。通常情況下吩谦，基于聚合物的電解質(zhì)中鹽的重量不超過50%鸳谜。Huang將這一數(shù)字提高到了63%，由此創(chuàng)造了據(jù)稱是有史以來含鹽量最高的聚合物電解質(zhì)之一式廷。

與其他聚合物基電解質(zhì)不同咐扭，這種電解質(zhì)中還含有易燃溶劑分子。然而滑废，在鋰離子電池的測試過程中蝗肪，這種被稱為溶劑錨定不易燃電解質(zhì)（SAFE）的整體電解質(zhì)被證明在高溫下不易燃。

SAFE起作用是因為溶劑和鹽協(xié)同工作。在采用SAFE的電池中薛闪，溶劑分子有助于傳導(dǎo)離子辛馆，其性能可與使用傳統(tǒng)電解質(zhì)的電池相媲美。但是豁延，這種電池可以在77–212華氏度的溫度范圍內(nèi)繼續(xù)運行昙篙，而不像大多數(shù)鋰離子電池那樣在高溫下容易退化。因為大量添加鹽類写掖，充當溶劑分子的錨揖岔，可防止其蒸發(fā)和著火。

研究人員表示碑裤，這一新發(fā)現(xiàn)為聚合物基電解質(zhì)設(shè)計提出了一種新的思維方式您脂。對于未來開發(fā)兼具高能量密度和安全性的電池无俏，具有重要意義电动。

粘稠狀電解質(zhì)

聚合物基電解質(zhì)可以是固體或液體。值得一提的是猿饿，SAFE中的溶劑和鹽褂洽，可使其聚合物基體塑化，成為像傳統(tǒng)電解質(zhì)一樣粘稠的液體耀骆。

這種粘稠的電解質(zhì)可以兼容現(xiàn)有市售鋰離子電池部件痛祈，不同于其他已有不易燃電解質(zhì)。例如卢掖，固態(tài)陶瓷電解質(zhì)必須使用特殊設(shè)計的電極暴撼，因此生產(chǎn)成本較高。Huang表示：“有了SAFE甘有，無需更改任何制造設(shè)置诉儒。當然，如果以前的生產(chǎn)過程使用過SAFE亏掀，則需要優(yōu)化電解質(zhì)以適應(yīng)生產(chǎn)線忱反，但工作量比任何其他系統(tǒng)要少得多。”

SAFE可能應(yīng)用于電動汽車等領(lǐng)域滤愕。在電動汽車中温算，如果多個鋰離子電芯靠得太近，可能互相加熱间影，最終導(dǎo)致過熱起火注竿。然而，如果在電動汽車的電池中使用像SAFE這樣可在高溫下保持穩(wěn)定的電解質(zhì)魂贬，就可以將電芯緊密地包裝在一起巩割，無需擔心過熱。除了降低火災(zāi)風險随橘，這還可以減少冷卻系統(tǒng)占用的空間喂分，使電池擁有更多的空間熔又。增加電池數(shù)量，可以提升整體能量密度吱裙，使車輛實現(xiàn)更長的單次充電行駛時間非宝。