防火、轻质、固体电解质,更安全的锂离子电池


防火、轻质、固体电解质,更安全的锂离子电池
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从手机到汽车,锂离子电池无所不在。但是,最近发生的涉及这些设备起火或爆炸的事件表明,需要更安全的电池。一种选择是用固态电解质(SSE)替代易燃液体电解质。但是,一些研究最多的SSE本身将是易燃的,从而无法解决最初的安全问题。现在,研究人员在ACS的《纳米快报》中报告说,他们已经开发出不会燃烧的SSE。

传统的锂离子电池由正极和负极组成,并由液态电解质和一薄层多孔塑料隔开。如果电池损坏(例如,电池充电过度或针状锂突起生长并刺穿塑料隔板或外力撞击nv),则电解液可能着火。科学家们已经尝试了多种解决方案,例如添加阻燃剂电解液,或用SSE替换柔软易燃的隔板和电解液。但是,最新的SSE有其自身的局限性,包括脆性和重量。使用聚合物SSE可以降低脆性,但锂针仍会破坏这些柔软的材料。聚合物/陶瓷复合材料的SSE解决了这个问题,但是大多数这些材料仍然是易燃的。斯坦福大学的崔屹教授和他的同事想设计一个更安全的选择。

该团队开发了一种SSE,该SSE由多孔结构载体(聚酰亚胺薄膜),阻燃添加剂(十溴二苯乙烷)和聚合物电解质(聚环氧乙烷/双[三氟甲烷磺酰基]锂)组成。研究人员说,这是第一款防火的超轻聚合物基SSE。实际上,他们用这种SSE制成的电池即使在暴露于火焰的情况下仍能正常工作。此外,新的SSE可以提供至少与传统锂离子电池相当的能量密度和性能。

防火、轻质、固体电解质,更安全的锂离子电池
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防火、轻质、固体电解质,更安全的锂离子电池
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上:电池火焰燃烧实验;下:火焰撤离后多电池


崔屹,1976年出生于广西省来宾市,纳米材料科学家,斯坦福大学教授。

1998年崔屹获得中国科学技术大学理学学士学位;2002年在哈佛大学获得博士学位;2003年在加州大学伯克利分校从事博士后研究;2004年入选世界顶尖100名青年发明家;2005年进入斯坦福大学材料科学与工程系任教,先后担任助理教授、副教授、教授;2014年获得首届纳米能源奖;2017年获得布拉瓦尼克青年科学大奖之物质科学与工程技术奖。

崔屹主要研究内容为纳米材料在能量存储、光伏器件、拓扑绝缘体、生物及环境等方向的应用。



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