锂电池起火的原因在于什么？如何防止锂电池起火？
来源：宝鄂实业
2020-02-27 11:29
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锂离子电池可以为电动汽车提供数百英里的续航能力，因其储存能量的能力而闻名，但也因其火灾隐患而闻名，电池运营商称之为“热失控”。当电池过热或快速循环时，火灾发生得最频繁。随着越来越多的电动汽车上路，电池技术也需要发展，以减少危险和灾难性火灾的风险。
伊利诺伊大学(University of Illinois)芝加哥工程学院(Chicago College of Engineering)的研究人员发表的一项研究显示，21世纪的奇才石墨烯在着火时可能会从锂离子电池中吸取氧气，从而降低着火的风险。
锂电池由于电池的快速循环或充放电，以及电池内积聚的高温而着火。这导致电池内部的阴极，在大多数情况下是含有锂的氧化物，通常是锂钴氧化物，分解并释放氧气。而电解液在高温下会分解释放可燃物，如氧气与这种可燃物结合，就会发生自燃。
“我们认为,如果我们有办法阻止氧气的释放的阴极结合其他可燃材料的电池,我们将减少火灾的可能性,“Reza shahbazian-yassar说,机械和工业工程副教授芝加哥伊利诺伊大学工程学院和相应的该论文的作者之一。
结果是基于石墨烯数据的完美解决方案，石墨烯是一种超薄的碳原子层，具有共同的特性。Shahbazian-yassar和他的同事使用石墨烯来处理锂金属电池电极中积累的锂。
shahbazian-yassar和他的同事都知道，氧原子无法从石墨烯片上逃逸。此外，石墨烯还具有强度高、柔韧性好、导电性好等优点。他们认为，通过在石墨烯中包裹锂钴氧化物的小颗粒，包裹在锂电池的阴极周围，就可以防止氧气逸出。
首先，研究人员用化学方法改变石墨烯使其导电。接下来，他们将锂钴氧化物阴极电极的微小颗粒包裹在导电石墨烯中。当研究人员使用电子显微镜研究涂有石墨烯的锂钴氧化物颗粒时，他们发现在高温下，与未涂有石墨烯的颗粒相比，氧的释放量明显减少。
接下来，研究人员将石墨烯包裹的粒子与键合数据结合起来，形成一个集成到锂金属电池中的阴极。当研究人员测量电池周期中的氧释放时，他们发现即使在非常高的电压下，也很少有氧从阴极中逸出。即使经过200次的充放电，锂金属电池仍然表现良好。
Sharifi-asl指出:“与传统的锂金属电池相比，石墨烯涂层电池在快速循环后仅损失约14%的容量，而在相同条件下，传统的锂金属电池损失约45%的容量。”
“石墨烯是阻止氧气进入电解质的理想材料，”shahbazian-yassar说。该数据是不透氧的，导电的，灵活和强大到足以接受内部电池条件。它只有几纳米厚，所以它不会增加电池的质量。我们的研究表明，在阴极中使用石墨烯可以减少氧的释放，这可能是一种显著降低电池着火风险的方法，而电池着火是手机和汽车的动力。
