近年来,智能手机和汽车电池起火的报道层出不穷,通常是由于热失控引起的,即电池内部的阳极和阴极距离太近甚至接触,这会导致短路产生热量,并可能导致火灾。
最近,韩国LG化学宣布与浦项科技大学合作开发出能在初期阻止电池火灾的热失控抑制的新材料,是一种温度响应性“安全增强功能层”(SRL),旨在防止锂离子电池的热失控,增强电池的安全性。
SRL原理
SRL是一种复合材料,其电阻会随温度变化,当温度升高时,它会像“保险丝”一样切断电流,防止热失控。研究团队将这种材料集成到电池正极和铝箔集电体之间,形成厚度仅为1微米的薄层,这层材料比人类头发丝还要薄。在90℃至130℃的正常工作温度下,SRL可以正常导电,而随着温度升高,电阻会每摄氏度增加 5,000 欧姆,从而有效降低电流。SRL最大电阻可达到常温下的1000倍,不过这种变化是可逆的,温度下降时,材料可以恢复到原来的导电状态。
测试表明,配备SRL的电池在冲击和穿透测试中没有起火或在产生火花后迅速熄灭。在移动端LCO(锂钴氧化物)电池的穿透测试中,只有16%的普通电池没有着火,而配备SRL的电池没有发生任何火灾。在对电动汽车NCM(镍钴锰酸锂)电池进行的10公斤重物冲击试验中,所有普通电池均发生火灾,而70%的SRL电池没有着火,剩余30%的电池火花在几秒钟内熄灭。
LG化学已完成移动端电池热失控抑制材料的安全性验证测试,并计划在明年之前继续进行大容量电动汽车电池的安全测试。LG化学CTO李钟求表示:“这是一项通过量产工艺可以尽快应用于产品的切实研究成果。我们将推进安全增强技术,让客户安心使用电动汽车,并为增强电池市场的竞争力做出贡献。”