什么材料可以防止锂电池过热爆炸？
来源：宝鄂实业
2019-04-26 09:32
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一种可以预防电池在使用过程中过热的新材料问世了，利用这种材料生产的车载锂电池会比以前更安全。
这种新型聚合材料可以避免以后再发生类似去年那种因电池爆炸而导致笔记本电脑锂电池大规模召回的事件。新型材料可以增强电池的安全性，为以后锂电池广泛应用于混合和电动车辆扫清道路。
由于锂电池比其他替代电池产品小巧轻便，因此被用于笔记本电脑。它还可以替代贮氢镍合金电池用于车载蓄电池领域，这样既可以节省空间，也可以减轻重量以提高燃料的经济性。但是到目前为止它们还没有被广泛应用于汽车电池领域，其中安全问题也是部分原因。
当电池由于充电过度或者内部电极相碰导致短路时就会过热，从而导致电池爆炸燃烧。虽然笔记本电脑起火燃烧是很危险的，但是这种设备的电池一般只有几个电池芯。车载电池组中包含了成千上万个电池芯，一旦起火燃烧后果会严重得多。
去年，由于在生产过程中大量电池芯中意外残留了一些金属微粒，结果导致苹果和戴尔等多家大型笔记本电脑厂商召回了数百万件笔记本电脑电池。在极少数情况下，这些金属微粒可以穿过电池内部防止正负电极相碰的塑料薄膜。这样就会导致电池过热，从而导致电池内部的分隔层失效而进一步出现更多短路现象，令过热的情况继续恶化。达到一定的温度之后，电极材料就会分解而放出氧气，电池过热的速度就会更快，*终导致爆炸和起火。
埃克森石油化工公司（日本）旗下的分支机构东燃化学（TonenChemical）公司的研究人员已经开发出一种全新材料制成的隔离层，它可以更有效地防止电池过热。美国新墨西哥Albuquerque的Sandia国家实验室（SandiaNationalLaboratories）的*技术开发项目经理彼得罗斯说，这种新型材料可以减缓反应的时间，在电池过热爆炸起火之前让它冷却下来。Sandia国家实验室现在正在测试新隔离层的安全性。
隔离层是由电绝缘材料制成，它上面有一些小孔以便在电池充电和放电过程中让锂离子在电池电极之间游动。隔离层在达到一定温度即130摄氏度左右时会开始软化。这样它上面的小孔就被关闭了，切断了电极之间的电流。在通常情况下，这样就可以防止电池继续过热。但是如果电池的温度继续上升，隔离层材料就会完全融化碎裂而导致大量电流短路，然后电池就会加速变热，如果电池温度超过180摄氏度，电极材料就会开始分解，释放出氧气而导致电池电极起火和电池爆炸。
传统隔离层在温度超过150摄氏度之后就会破裂，但是新型材料在温度达到190摄氏度以前都可以保持稳定。罗斯说，这样新隔离层就可以防止出现大量电流短路现象，从而防止电池加速过热而导致爆炸。
新隔离层的性能更加稳定是因为它加入了不止一种高聚物，其中一种高聚物在130摄氏度左右会软化而切断电流，而另一种高聚物可以保证隔离层不受损伤以防止短路。Tonen公司研发经理KoichiKono说，由于只要对现有生产设备进行改造就能够生产这种新材料，因此它很快就能开始批量投产并推出市场。他说：“我们已经准备好了商业化生产。”
其他一些公司也一直在开发确保锂电池更安全的替代材料，包括使用不同电极材料或者不可燃的电解质，或者在电池中增加一层陶瓷材料的薄层以保证电极之间不会短路。虽然陶瓷可以耐高温，但是它们是否能够整合到生产过程中以及那么做的成本是否太过昂贵等问题仍有待解决。罗斯说：“目的是让电池慢慢失效而不发生爆炸。”
