作者:张章 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/1/15 18:38:37
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分子灭火器能防止电池爆炸

图片来源:REUTERS/Alamy Stock Photo

你再也不用担心智能手机会爆炸了。科学家已经设计出一种热活化分子灭火器,能让锂电池更安全。

这类电池在人们日常生活中应用越来越广泛,移动电话、笔记本电脑以及所有的电动汽车。虽然科学家在不断改进离子电池,但其仍存在着火风险。近日,美国斯坦福大学研究人员在《科学进展》上发表论文称,已经解决了这一问题。

他们发现,在电解质溶液里加入一种含磷的阻燃剂三苯基磷酸酯(TPP),就能有效地淬灭燃烧链。研究显示,TPP能有效地降低商业电池电解液碳酸乙烯酯 /碳酸二乙酯的燃烧性。随着添加的TPP浓度越高,其特异燃烧时间显著降低。

但安全性的提升会“牺牲”电池性能:TPP会抑制电解质的导电性。于是,据悉,研究人员利用电纺丝技术,制备了一种“核—壳”结构的微米纤维,其中,防火剂TPP位于纤维的内核,其被聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)作为高分子外壳所包裹。这些纤维在电纺丝的过程中无序堆叠,最后形成一张自支撑的多孔膜。

在电池正常运行时,防火剂被保护在PVDF-HFP的外壳里,一旦电池发生热失控导致温度升高,PVDF-HFP的保护外壳会部分熔化;被包裹的TPP就会释放起到抑制燃烧的作用。

该研究有望为制备兼具高性能和良好安全性的锂离子电池提供一个新思路。

 
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