Die Lösung für das Problem der Entflammbarkeit von Lithium-Ionen-Batterien

Die USA finden die Lösung für die Entflammbarkeitsprobleme von Lithium-Ionen-Batterien .

Aufgrund der schlechten thermischen Stabilität und des fehlenden hervorragenden elektronischen Steuersystems sind Lithium-Ionen-Batterien ein potenzielles Sicherheitsrisiko für Elektrofahrzeuge. Auf der Straße, mit Ausnahme von Elektrofahrzeugen, haben Unterhaltungselektronikprodukte, die dieselben Lithium-Ionen-Batterien verwenden, brennbare Eigenschaften, obwohl sie vor der Lieferung sicher sind. Tests, aber Nachrichten wie explodierende Handyakkus werden immer noch häufig gemeldet.

Vor kurzem haben Forscher der University of North Carolina in Chapel Hill (UNCChapelHill) in einem als Perfluorpolymerpolyether (Perfluoropolyether) bekannten Experiment festgestellt, dass das Material Lithiumsalze auflösen kann, was bedeutet, dass Sie die Leitfähigkeit der Batterie erreichen können Die Eigenschaft, erklärt Forscherin Dominica Wong: Die meisten Polymere lösen Salze, aber dieses Material kann es. Vor allem ist es nicht brennbar.

Perfluorpolyether oder PFPE ist bei Raumtemperatur ein flüssigkeitsähnliches Polymer. Es wird seit Jahrzehnten als Schmiermittel für Maschinenkomponenten in der Luft- und Raumfahrt verwendet. Hat eine gute thermische und oxidative Stabilität. Aber auch Batterien für Handys, Laptops und Elektroautos benötigen Elektrolyte, die oft aus ionenreichem Polydimethylacetat (DMC) bestehen.

Lithium-Ionen-Batterien sind aufgrund des Vorhandenseins von DMC, das selbst bei Raumtemperatur entzündlich ist, instabil, sagte Joseph DeSimone, der das Team leitete. Wenn also ein Elektroauto getroffen wird, zündet die Batterie automatisch, selbst wenn es kein Feuer in der Batterie gibt, und verwandelt das Auto in einen Reaktor. Wenn daher PFPE DMC als Elektrolyt ersetzen kann, kann die Stabilität der Batterie theoretisch stark verbessert werden. DeSimones Team tat es. Sie mischten PFPE und DMC als Elektrolyt für Li-Ionen-Batterien und stellten fest, dass nicht nur die thermische Stabilität der Batterie stark verbessert wurde, sondern auch die Leitfähigkeitseffizienz stark verbessert wurde. DeSimone machte auch auf Lithium-Luft-Batterien aufmerksam. Li-Luft-Batterien haben die höchste Energiedichte aller Li-Ionen-Batterien, ein Nachteil ist, dass der Elektrolyt oft nicht mit Sauerstoff kompatibel ist, PFPE kann dabei helfen, daher sind Lithium-Luft-Batterien mit der gleichen Energiedichte wie Benzin näher an der Praktikabilität .

Was genau ist also die thermische Stabilität von PFPE-Batterien? Die Experimente der Forscher zeigen, dass die Batterien dem Temperaturbereich von -90℃ bis 200℃ standhalten können, was die schlechte Temperatur von Elektrofahrzeugbatterien und gewöhnlichen Lithium-Ionen-Batterien widerspiegelt. Der Toleranzbereich beträgt -20℃-60℃. Wenn die Temperatur zu niedrig oder zu hoch ist, wird die Leitfähigkeit stark reduziert.

Obwohl PFPE-Batterien noch weit von der Kommerzialisierung entfernt sind, hat sich zumindest gezeigt, dass die thermische Stabilität und elektrische Leitfähigkeit von EV-Batterien voll realisierbar sind.