斯坦福教授研发防火电池,被火烧还能让LED灯发光!

现阶段锂电池最大的痛点是“不安全”,很容易因为过热而引发火灾。近期斯坦福发明一款防火电池,就算在火焰中也能持续供电,若能量密度、充放电速度等能再提升,或许能成为下一代的电动汽车电池。

随着电动汽车和物联网的时代来临,未来对电池的需求也会大幅增长,当我们在追求电池的续航力、使用寿命和充电速度时,安全性也将是一重大的考量,毕竟未来不管到哪都会需要电池。

可是从发明到现在已过了30年,锂离子电池到现在还是有高温爆炸的安全疑虑。但这个问题随着科技发展也将解决,最近美国斯坦福大学的材料科学教授崔屹,发布了他和实验团队的最新发明:防火电池!

斯坦福研发防火电池,能在火焰中持续为LED灯供电

这颗电池使用的固态电解质非常的薄,只宽约10到25毫米,拥有131 mAh/g的电容量,在摄氏60度的环境下可以充放电循环300次。乍听之下这电池好像一点长处都没有,每项数据都比不过坊间的锂离子电池,但它厉害的地方是可以在被火烧的同时持续为LED灯供电。

虽然固态电解质的易燃性没有比液态电解质来得高,但也不能说它对高温和火免疫。但研究团队使用了数个熔点高的阻燃剂聚合物来制造新的固态电解质,这么一来就大幅增加了电池的稳定性。

马里兰解决锂电池的通病:造成电池短路的锂树枝状结晶

不管是液态还是固态电解质都有一个毛病,经过无数次的充放电后,阳电极表面会产生树枝状的锂晶体(dendrite),这些树枝状晶体最终会刺穿电池的隔板,造成电池短路,酿成灾害。

在美国马里兰大学研究新电池技术的王春生教授表示,他们巧妙地运用了共聚物的技术解决易燃的问题,但这种聚合物兼具“柔软”的特性,这种柔软将无法抑制锂结晶的产生,会依使用时间越来越变得易燃,这将是研究团队后面该解决的问题。

积少成多,小突破能够累计成新一代锂电池

不过关于电池技术的好消息逐年增加,例如最近在华盛顿州立大学的研究小组电池开发中,他们用二硫化硒包覆阴极,并在液态电解质中加入两种添加剂,成功在锂金属表面上形成了一层紧密,导电且坚固的保护层,足以抑制树枝状结晶的生长,并同时具有良好的循环稳定性,可以在同一效率水准下充放电500次。

科学家近年都争相通过更换电极、电解质和基本上一切可以更换的材料来测试开发更耐用的锂离子电池,或许如果有科学家将这些小幅度的进步集成的话,下一代的电池就会离我们不远了。