斯坦福大学的超盐电解质可用于防火电池

研究人员正致力于以各种方式改进电池技术，其中最重要的是解决易燃性问题。科学家们已经研制出一种新的电解质配方，以一种非常有前途的方式解决这个问题，依靠额外的盐含量来规避有问题的化学反应。

我们的手机、笔记本电脑和电动汽车中的锂离子电池存在着火的风险，因为它们在运行时会产生热量。我们已经看到许多有趣的方法来管理这种风险，包括集成阻燃剂、警告用户过热的警告系统，以及在过热发生之前关闭设备的开关。

许多有前途的解决方案都集中在可燃液体电解质上，这些电解质在电池的两个电极之间传输电流。缺陷和温度升高会导致这些电解质膨胀和/或点燃，进而导致智能手机或电动汽车起火。这个过程通常在140°F(60°C)左右开始，此时电解质中的溶剂开始蒸发并从液体变成气体。

“电池行业面临的最大挑战之一就是安全问题，因此人们付出了很多努力来尝试制造安全的电池电解质，”斯坦福大学研究生、该论文的第一作者RachelZHuang说。新的研究。

Huang和她在斯坦福大学和SLAC国家加速器实验室的同事开发了一种能够承受高温而不着火的电池。这种新型聚合物电解质含有大量称为LiFSI的锂盐，占其总重量的63%。与直觉相反，这与易燃溶剂分子配对，两者形成共生关系，有利于电池的安全性和性能。

溶剂分子使电解质能够传导离子并达到与传统电解质相同的水平，而高浓度的盐则锚定这些分子，防止它们蒸发，进而防止燃烧。该团队的不易燃电解质在锂离子电池中进行了测试，该电池能够在室温至212°F(100°C)的温度范围内安全运行。

“这一新发现为基于聚合物的电解质设计指出了一种新的思路，”斯坦福大学教授鲍哲南说。“这种电解质对于开发既高能量密度又安全的未来电池很重要。”

该团队新电解液的一个关键特征是它具有类似于传统电解液的粘性形式，这意味着它可以与现有电池部件集成，这与其他实验性、不易燃的电解液不同。该团队看到了电动汽车应用的特殊潜力，在这些应用中，电池可以更紧密地包装在一起，而不会出现过热的风险。这等同于提高能量密度和更大的范围。

“这种非常令人兴奋的新型电池电解质与现有的锂离子电池技术兼容，并将对消费电子产品和电力运输产生重大影响，”研究作者YiCui说。

该研究发表在《物质》杂志上。