斯坦福大学研发的超高盐度电解液可以防止锂离子电池爆燃

当前，研究人员正致力于以各种方式改进电池技术，其中最重要的是解决可燃性问题。科学家们已经研制出一种新的电解质配方，以一种非常有前途的方式解决这一问题，依靠额外的盐含量来避免有问题的化学反应。

上图：科学家已经开发出一种用于锂离子电池的阻燃电解液。

我们的手机、笔记本电脑和电动汽车中的锂离子电池存在一定的火灾风险，因为它们在工作时会产生热量。我们已经看到了许多有趣的方法来管理这种风险，包括集成阻燃剂，警告用户过热的警告系统，以及在发生过热之前关闭设备的终止开关。

许多有前途的解决方案都集中在可燃液体电解质上，这些电解质在电池的两个电极之间传递电流。缺陷和温度升高会导致这些电解质膨胀和/或着火，从而导致智能手机或电动汽车起火。这个过程通常在140°F（60°C）左右开始，这时电解质中的溶剂开始蒸发，从液体变成气体。

这项新研究的第一作者、斯坦福大学研究生雷切尔·Z·黄（Rachel Z Huang）说：“电池行业面临的最大挑战之一就是安全问题，所以，我们花了很多努力来制造一种安全的电池电解质。”

上图：斯坦福大学研究生雷切尔·Z·黄与同事共同开发了一种新型锂电池电解液。

雷切尔·Z·黄和她在斯坦福大学和SLAC国家加速器实验室的同事们已经开发出一种能够忍受高温而不着火的电池。这种新型聚合物电解质含有大量的锂盐，称为“LiFSI”，占其总重量的63%。与直觉相反的是，这与易燃溶剂分子配对，两者形成了一种共生关系，有利于电池的安全和性能。

溶剂分子使电解质能够传导离子，并表现为与传统电解质相同的水平，而高浓度的盐固定这些分子，防止它们蒸发，进而着火。该团队的不易燃电解质在锂离子电池中进行了测试，该电池能够从室温一直安全工作到212°F（100°C）。

上图：左侧可以看到标准电池材料着火，而右侧可以看到一种新颖的不易燃材料能够抵抗这种情况。

斯坦福大学教授鲍哲南（音译）表示：“这一新发现为基于聚合物的电解质设计指明了一种新思路。这种电解质对于开发高能量密度和安全的未来电池非常重要。”

该团队的新电解质的一个关键特征是，它具有类似于传统电解质的粘性形式，这意味着它可以与现有的电池部件集成，而不像其他实验性的不易燃电解质。该团队认为电动汽车应用具有特别的潜力，电池可以更紧密地组合在一起，而没有过热的风险。这将等同于提高能量密度和更大的范围。

研究团队表示：“这种非常令人兴奋的新型电池电解质与现有的锂离子电池技术兼容，将对消费电子产品和电力运输产生重大影响。”

这项研究发表在《物质》杂志上。

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