锂电起火风险完美解决？美科学家研发新型超高盐度电解质

目前，研究人员正致力于以各种方式改进电池技术，其中最重要的是解决可燃性问题。美国科学家们近期研制出了一种新的电解质配方，就可以以一种非常有前途的方式解决这一问题，依靠额外的盐含量来避免有问题产生的化学反应。

众所周知，我们的手机、笔记本电脑和电动汽车中的锂离子电池存在一些火灾风险，因为它们在工作时产生热量。我们已经看到了许多有趣的方法来管理这种风险，包括集成阻燃剂，提醒用户系统过热的警告系统，以及在发生过热之前关闭设备的终止开关。

事实上，许多有前途的解决方案都集中在可燃液体电解质上，这些电解质在电池的两个电极之间传递电流。缺陷和温度升高会导致这些电解质膨胀和/或着火，从而导致智能手机或电动汽车起火。这个过程通常在60°C左右开始，这时电解质中的溶剂开始蒸发，从液体变成气体。

这项新研究的第一作者、斯坦福大学研究生Rachel Z Huang说，“电池行业面临的最大挑战之一是安全问题，所以我们花了很多努力来制造一种安全的电池电解质。”

据悉，该研究小组已经开发出一种能够忍受高温而不着火的电池。这种新型聚合物电解质含有大量的锂盐，称为LiFSI，占其总重量的63%。与直觉相反，这种物质与易燃的溶剂分子配对，两者形成了一种共生关系，有利于电池的安全性和性能。

溶剂分子使电解质能够传导离子，并表现为与传统电解质相同的水平，而高浓度的盐固定这些分子，防止它们蒸发，进而着火。该团队的不易燃电解质在锂离子电池中进行了测试，该电池能在室温到100°C的情况下，一直安全工作。

这项研究成果已于近期发表在了《物质》杂志上。斯坦福大学教授Zhenan Bao表示，“这一新发现为基于聚合物的电解质设计指明了一种新思路。这种电解质对于开发高能量密度和安全的未来电池非常重要。”

该团队的新电解质的一个关键特征是，它具有类似于传统电解质的粘性形式，这意味着它可以与现有的电池部件集成，而不像其他实验性的不易燃电解质。该团队认为电动汽车应用具有特别的潜力，电池可以更紧密地组合在一起，而没有过热的风险。这将等同于提高能量密度和续航里程。

“这种非常令人兴奋的新型电池电解质与现有的锂离子电池技术兼容，将对消费电子产品和电力传输产生重大影响，”研究人员们补充说。