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锂离子电池已经成为众多电子产品不可或缺的组成部分,然而其安全性也备受关注,例如在2016年,三星Galaxy Note 7手机由于多次发生锂离子电池爆炸事故,危及使用者的人身安全,不得不停止销售并被召回。为了提高锂离子电池的安全性,一项新的研究提出了独特的思路,那就是让电池自带“灭火器”
锂离子电池之所以不时出现起火甚至爆炸的事故,是因为其电解液需要使用有机溶剂,而这些溶剂大多易燃。为了提高锂离子电池的安全性,来自各国的研究人员都在尝试不同的策略。美国斯坦福大学崔屹教授和他带领的研究小组则独出心裁,希望将广泛使用于塑料、纤维等制品中的阻燃剂应用到锂离子电池中。
阻燃剂指的是能够通过特定的机制延缓或者阻止聚合物燃烧的化合物,目前使用较广的阻燃剂包括含有溴、磷等元素的化合物。崔屹教授及其团队发现,将磷酸三苯酯这种阻燃剂添加到锂离子电池的电解液中后,电解液确实变得不易燃烧,但与此同时导电能力也显著下降。为了解决这一矛盾,他们改将磷酸三苯酯包裹在聚合物中制成纤维,再用这种纤维制成锂离子电池的隔膜。由于阻燃剂不再与电解液直接接触,电解液的导电能力不会受到影响。当锂离子电池过热时,包裹阻燃剂的聚合物熔化,阻燃剂进入到电解液中,从而有效阻止电解液起火。
研究人员希望这一新技术可以得到推广,从而有效提高锂离子电池的安全性。
报道:http://www.sciencemag.org/news/2017/01/molecular-fire-extinguisher-could-prevent-batteries-exploding
论文:http://advances.sciencemag.org/content/3/1/e1601978