鋰電池蝴蝶效應的熱失控,或許石墨烯可以解決
鋰電池蝴蝶效應的熱失控,或許石墨烯可以解決。鋰電池,大家應該都不陌生吧,不管是我們現在使用的手機、平板、單反,等等;包括現在的新能源汽車,以及一些智能家具等,都使用的是鋰電池,應用十分廣泛。而這一廣闊前景,在“電動工具無繩化”這一想法的提出后,又將會進一步擴大。
而與此同時,AI人工智能的興起,智能家具產品、園林工具等新興智能工具類產 品也得到了迅速的發展;這樣的話,鋰電池的應用就不再局限于單個領域。根據業內人士稱,鋰電類電動工具、園林工具未來市場趨勢正如清晨的朝陽。電動工具鋰電化除了市場的推動與自身潛力外,還得到了國家地區政策的支持。例如歐盟早已禁止無線電動工具使用鎳鉻電池,鋰電電動工具的普及率與替換率也遠遠領先于國內市場;中國則是重新制定了電動工具鋰電池使用行業標準。
鋰電工具無繩化意味著什么?
這意味著鋰電動工具將會朝著更小體積、更輕重量、更低噪聲等方向發展,然而仍不可避免“副作用”的出現,那就是鋰電池中的鋰離子熱失控。鋰離子的可控工作溫度范圍是在15℃~45℃之間,如果溫度超出臨界值過多,則會導致電池單元功能安全問題、使用壽命縮短、不穩定性以及可能發生的熱失控。
鋰電池是如何發生熱失控的呢?
如果鋰電工具發生強烈的碰撞或高處跌落,電池有可能發生變形;材料則會滲透到電池里,引起內部短路或外部短路的現象;再者,過度充電或快速充電時電流過大,也有可能會永久損壞電池。
熱失控發生后就猶如蝴蝶效應一樣,電池中儲存的能量會突然釋放,從而產生火災。另外電池數量越多、能量密度越高、充放電功率越大,就意味著發生起火故障的概率就越高。
石墨烯為鋰電池穿上“防火披風”
為了確保把熱失控的風險降到最低,伊利諾伊大學芝加哥分校研究人員發布了一份研究報告,報告表明石墨烯材料可以從鋰離子電池著火時吸走氧氣,可以防止陰極釋放的氧氣與電池內其他易燃品相結合,從而降低起火風險,減少事故損失。
石墨烯復合材料已是鋰電池未來重點研究的方向之一,如何完善高質量石墨烯的制備技術,使其能夠應用于高能量密度、高功率密度動力鋰離子電池領域,必將會大幅度提升鋰電池的綜合性能,推動電動工具等相關領域的發展。
目前國內已有企業積極布局石墨烯產業化,在高端石墨烯方面取得多項技術突破,并且以項目建設為載體,加快新產品開發,在核石墨、納米炭材料、特種石墨、碳纖維、石墨導熱片等領域有所突破;珈偉新能在第十三屆中國國際電池技術交流會/展覽會國上展示了新研發的“油性鋰電池用石墨烯導電漿料”,并且已經將“油性鋰電池用石墨烯導電漿料”應用到了鋰電池產品中。
當然,石墨烯“爆紅”是近兩年的事兒,但實際上類似的研究和嘗試已經開展了很長時間;無可否認,石墨烯對電池性能提升有所幫助,但能否為行業帶來顛覆性的變化有待時間來驗證。
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