美研究人员发现电池过热问题出在电池材料表面 添加氧化物涂层或可解决

据外媒报道,多年来,研究人员一直在寻找解决锂离子电池热失控(即电池积累过多热量)的方法。如今,美国德克萨斯大学达拉斯分校(University of Texas at Dallas)的研究人员发现,问题不是出在电池材料内部,而是出在电池材料表面。

Erik Jonsson工程与计算机科学学院(Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science)材料科学与工程教授Kyeongjae Cho博士表示:“事实证明,只有电池阴极材料的表面才是问题所在,电池内部没有问题。该发现给了我们很大的希望,我们可以弄清楚如何稳定电池表面,使真正高容量的电池成为现实。”据Cho所说,高能量密度电池价格很贵的原因是非常不稳定。“电池不断充电时,电池材料会开始降解。释放的能量会让电池温度升高,从而使电池着火,产生电池安全问题。好消息是现在发现,只有电池材料表面是不安全、不稳定的,如果可以解决该问题,就可解决电池安全问题。”

在电池不断的充电和再充电过程中,氧气会从电池材料表面释放出来。在此过程中,锂离子从内部到外部的运输通道可能会被随氧气释放而产生的金属镍粉尘所堵塞。当通道被堵塞时,想要进出电池内外的锂离子将无法转移,从而导致电池容量会快速下降。随着热量的增加,电池起火和爆炸的几率也会增加。

该研究小组认为,此次发现可能会改变制造商生产电池的方式。Cho博士建议,可以在电池表面添加一层经过设计的氧化物涂层。解决电池过热难题,可将电池容量提高20%至30%,改造后的电池可以经受住更长的充电时间。

基于上述新发现,该研究小组表示,已经有业界人士有兴趣与达拉斯分校合作,研发用于电动汽车电池的下一代阴极材料。此外,该研究小组还与美国海军研究实验室(U.S. Naval Research Laboratory)实验室合作,进行一项后续研究,以提高电池阴极材料的容量和安全性。