LG 化学开发出一种创新的热失控抑制材料,可大大降低锂离子电池起火的风险。 热失控是电池起火的一个主要原因,当电池内部的阳极和阴极无意中相互接触时就会发生热失控。 这种相互作用会造成短路并产生大量热量,通常会导致火灾。
这种复合材料正式名称为安全强化层(SRL),厚度仅为一微米,约为头发丝厚度的 1/100。 它位于电池的阴极层和集电体(铝箔,作为电子的通路)之间,起到温度敏感保险丝的作用。
当电池温度升高超过其正常工作范围(通常在 90 摄氏度到 130 摄氏度之间)时,SRL 就会做出反应,改变其分子结构,抑制电流的流动。 据 LG 化学公司称,温度每升高 1 摄氏度,这种材料的电阻就会增加 5000 欧姆。 此外,这种材料还具有可逆性,这意味着一旦温度回落,电流就能重新正常流动。
在撞击和穿透测试中,装有 SRL 的电池要么能完全防止起火,要么能在火焰刚出现不久就将其扑灭,从而避免了热失控事件。
这并不是首次尝试在电池中使用温度响应材料来确保安全,但可能是最成功的一次。 正如 LG 化学所强调的那样,早期的方法导致能量密度降低,反应速度缓慢。
这项技术甚至有可能在不久的将来进入市场。 LG 化学已经完成了移动电池的安全验证测试,预计 2025 年将完成大容量电动汽车电池的安全验证测试。
LG 化学首席技术官 Lee Jong-gu 表示,这种材料可以在短时间内应用于大规模生产。"我们将加强安全技术,确保客户能够放心使用电动汽车,并为增强我们在电池市场的竞争力做出贡献"。
《自然-通讯》(Nature Communications)杂志上发表了一篇题为"通过在实用锂离子电池中可扩展地制造安全强化层来防止热失控"的论文。