江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

「DeepTech深科技」华人科学家为电池装上“温控开关”，新型钝化电池将彻底告别自燃


特斯拉、蔚来、比亚迪等诸多品牌的电动汽车在近两年的自燃事件“你方唱罢我登场” ， 接二连三的事故让新能源汽车的安全问题成为社会关注的焦点 。 而在近日 ， 保时捷也加入到电车“自燃大军”之中 ， 其在美国首批交付的 130 辆 Taycan 电动车中的一辆在车库中自燃 ， 被烧得只剩下骨架 ， 甚至连车库也没能幸免 ， 被烧得面目全非 ， 损失惨重 。
随着人们对电子产品性能要求的不断提高 ， 比如手机游戏越发大型、精致 ， 视频直播、拍照修图的需求也越来越多 ， 我们一方面要求电池可以提供更高的能量密度 ， 延长续航时间；另一方面还要求能够快速地充电 ， 以便适应快节奏生活 。
但三星 Galaxy Note 7 手机的“爆炸门”和其他手机在充电时发生危险的新闻 ， 以及电动汽车的不断起火事故 ， 种种情况都指向了一个核心问题：在追求更高能量密度和充电效率的电池时 ， 人们往往会忽视最根本的电池安全问题 。 虽然电动车自燃起火的原因很多很复杂 ， 但总体来讲 ， 主要还是电池的问题 。 尤其 Taycan 电车宣传的目前量产纯电动车中充电速率最快的 800V 快充技术 ， 充电 5 分钟可达 100 km 续航 ， 或许在安全性上验证了“欲速则不达”这句话 。
「DeepTech深科技」华人科学家为电池装上“温控开关”，新型钝化电池将彻底告别自燃
本文插图
图 | 保时捷 Taycan 和被烧毁的样子（来源：YouTube）
电池的反应活性和稳定性 ， 对于研究人员来说就像鱼和熊掌一般 ， 二者不可得兼 。 锂离子电池如今广泛应用于电动汽车、消费电子设备和固定能源存储系统中 。 追求高安全性和高能量密度 ， 是其发展进程中的一个永恒主题 。 而要让电池达到更高的能量密度和充电速度 ， 唯有提高化学反应活性一途 ， 如此一来 ， 稳定性自然就会受到影响 ， 进而可能带来潜在的安全隐患 ， 这成为了一个“悖论” 。
【「DeepTech深科技」华人科学家为电池装上“温控开关”，新型钝化电池将彻底告别自燃】如今 ， 美国宾夕法尼亚州立大学终身教授王朝阳院士 ， 带领研究团队克服了电池材料反应活性与稳定性之间的矛盾 ， 研制出一种安全性能得到数倍提升的新型电池——SEB（Safe and Energy-dense Battery） 。 王朝阳表示 ， 研究团队将其称为“硕安”电池 ， 意指其大能量 ， 又高安全 。 该成果在 2020 年 2 月 28 日发表于国际顶级期刊、《科学》的子刊《Science Advances》上 。
在锂电池行业 ， 流行着一句话：“作为能量载体 ， 本质安全的电池是没有的 。 ”但是 ， 王朝阳团队的这项研究能够大幅度提高电池的安全性 ， 或将彻底解决电动汽车的自燃问题 。
「DeepTech深科技」华人科学家为电池装上“温控开关”，新型钝化电池将彻底告别自燃
本文插图
图 | 上海特斯拉自燃事故（来源：网络）
以退为进 ， 安全与性能兼得之
通常情况下 ， 电池的性能、安全性与使用寿命均取决于阳极和阴极各自与电解质界面之间的电化学反应活性 。 常见的锂电池研究思路基本是 ， 用更活泼的材料来替代原有材料 ， 比如三元锂电池中用 NCM（镍、钴、锰）替换 LFP（磷酸铁） ， 或者是用 NCM 811 替换 NCM 622/523 等 。
但问题就来了 ， 拥有高活性的电极/电解质材料 ， 会导致安全性下降 。 所以追求高性能、快充电速度的研究在安全性上势必会做出一定牺牲 。 此外 ， 这种高活性材料即便在电池不被使用时也会逐渐退化 ， 从而降低使用寿命 。
而王朝阳的研究思路则另辟蹊径 ， 他“以退为进” ， 先将活性材料钝化 ， 提高电池的安全性能；然后 ， 再给电池加上一个“控制工作的开关” ， 让电池只有在工作时才会以最佳状态呈现（在使用前瞬间加热到 60℃ 来保障高功率运作） ， 其余时间则处于“冬眠”状态 。 这样一来 ， 既可以保证电池的安全性 ， 又可以延长电池的使用寿命 。


推荐阅读


上一篇：『快科技』老用户回归小米！上手米10 Pro后有感而发：满满都是回忆

下一篇：「36氪」最前线 | 飞书遭微信大范围屏蔽，添加好友、共享文档等功能遭禁