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科學家開發出能自動提示隱患的智能電池

發布時間: 2014-10-17 09:33:59    來源: 中國儲能網
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[摘要]鋰離子電池會為人們的筆記本電腦、移動電話和電動汽車提供能源。它們是緊湊和可充電的,但是也存在一個巨大的缺點:這些電池偶爾會突然起火。

  2013年,兩架飛機上的鋰離子電池著火后,波音公司停飛了全部機群。
  現在,材料科學家找到一個聰明的方法,能夠在危險發生前,向受損電池使用者發出警告。相關研究成果近日在線發表于《自然—通訊》雜志。
  一塊典型的鋰離子電池包括氧化鋰陰極和石墨陽極,它們被一片極薄的多孔聚合物薄片分離,這個薄片允許離子在電極之間游走。當電池被過度充電時,被稱為“樹枝晶”的鋰的微觀鏈條會從陽極萌發出來,并刺穿聚合物分離器,直到它們接觸到陰極。
  穿過樹枝晶到達陰極的電流能使電池發生短路,從而引起電池過熱,有時會發生火災。嘗試阻止樹枝晶形成,能獲得有限的成功,因此研究人員在嘗試一些不同的東西。
  科學家制造了一個“智能”分離器——在兩個聚合物薄片中間加入一個50納米厚的銅薄片(如圖),并且將銅薄層與第三電極相連。當樹枝晶到達分離器時,陽極和銅層間的電壓會降為零,這會警示使用者更換受損電池,以避免危險,雖然它仍能安全操作。

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