美科学家研发的改进型电池隔板可充当“溢洪道”以防止起火

锂金属电池在性能方面具有很大的潜力，但在目前的形式上很随意马虎发生故障。
这是由于被称为树枝状晶体的针状构造的成长所致，该树枝状构造在电池充电后在阳极上形成，并且可以刺穿隔板，而隔板是在阳极和阴极之间形成的樊篱，可减慢能量和热量的流动。

当这个障碍被毁坏并且电子可以更自由地流动时，它们会产生更多的热量，并且事情会失落控，导致电池过热、失落效、着火乃至爆炸。
科学家们正在寻求以各种办法办理锂金属电池中的这些问题，个中利用超声波或分外的保护层来防止枝晶成长只是个中的几种可能性。

UCSD团队的办理方案涉及对隔板组件的设计进行调度，使其覆盖部分导电纳米管网中的一侧。
当枝晶形成并刺穿隔膜时，电子聚拢在该网上并缓慢地从电池中排出，而不是一次全部淹没。
该团队将此比喻为大坝发生故障时溢洪道的事情办法。

“昔时夜坝开始发生故障时，将打开溢洪道，以使水以可控的办法滴流，这样昔时夜坝分裂并溢出时，就不会有太多的水引起大水，”论文的第一作者马修冈萨雷斯（Matthew Gonzalez）表示。
“这便是我们分离器的想法。
我们正在花费电荷，速率要慢得多，并且要防止电子‘泛滥’到阴极。
当树枝状晶体被隔离物的导电层拦截时，电池可以开始自放电，因此，当电池短路时，将没有足够的能量导致危险发生。
”

在测试中，采取新隔板设计的锂金属电池在20至30个循环中逐渐退化，而利用传统隔板的电池在单个循环中溘然失落效。
只管他们无疑会在性能方面追求更高的目标，但研究职员已经基于这些早期结果看到了设计的真正上风。

“在实际用例中，您不会有任何提前警告，表明电池将要发生故障。
前一秒钟可能好好的，然后下一秒钟可能着火或完备短路。
这是不可预测的。
”冈萨雷斯说。
“但是利用我们的隔板，您会得到预先警告，每次充电时，电池都会变得越来越差。
”

该研究揭橥在《前辈材料》杂志上。

来源：cnBeta.COM