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jiunn36 發表於 2020-11-16 01:19 AM

美科學家研製防火輕型電池

     
  近期傳出電動車廠為避免電池起火意外﹐從各州召回自家電動車﹐類似事件讓愈來愈多人注意到電池的安全重要性。不過這其實也是科學家亟欲緩解的電池風險之一﹐有些團隊從電極著手﹑有些是研發防火的固態電解質﹐最近美國科學家也研發有成﹐不僅有機會解決起火風險﹐還一併降低電池重量。
  不管是方形的鋰離子電池﹑還是圓型的鋰離子電池﹐其組成都包括陽極﹑陰極﹑隔離膜﹑電解質和兩個集電體(Current Collectors)﹐陽極和陰極分別儲存鋰﹐電解質則是負責將帶正電的鋰離子從陽極輸送到陰極。集電體則是陰陽兩極各一個﹐電流要進出電極就要通過集電體﹐研究者出﹐集電體的重量約為大功率或超薄電池的15%到50%﹐如果可以減輕集電體的重量﹐自然就能讓電池與電動車「一身輕」。
  對於提高電池安全性﹐史丹佛大學與美國能源部SLAC國家加速器實驗室則是從集電體著手﹐他們透過防火與耐高溫的聚酰亞胺聚合物製做出全新的集電器﹐其中也添加了阻燃劑磷酸三苯酯(TPhP)﹐外層則是塗上一層銅﹐當作保護層以及導電用。
  研究人員指出﹐雖然現在也有科學家在電池電解質中添加阻燃劑﹐但若添加過多也會降低鋰離子傳遞效率。目前這個研究結果也符合期待﹐像是集電體的重量降低80%﹐意味這能量密度增加16~26%﹐電流傳遞的效率也沒有變低。其防火效果也是優於一般的電池﹐若用打火機放火﹐商用軟包電池立刻燃燒﹑直到電解質燃燒殆盡才熄滅﹐而改用新的集電體後﹐雖然還有小小火苗﹐但還是很快就熄滅了﹐就算想再放一把火也燒不起來。
     
  研究團隊指出﹐新的集電體容易製造﹐而且也具有便宜優勢﹐畢竟新型設計是採用低成本聚合物與銅金屬﹐商業規模製造應該非常可行應該易於製造﹐目前團隊已經透過史丹佛大學申請專利﹐與進一步與電池製造商商討可行性。


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