分子滅火器能防電池爆炸
時間:2017-01-16 10:42來源:中國科學報 作者:李蘭
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你再也不用擔心智能手機會爆炸了。科學家已經設計出一種熱活化分子滅火器，能讓鋰電池更安全。
這類電池在人們日常生活中應用越來越廣泛，涉及移動電話、筆記本電腦以及所有的電動汽車。雖然科學家在不斷改進離子電池，但仍存在著火風險。近日，美國斯坦福大學研究人員在《科學進展》上發表論文稱，已經解決了這一問題。
他們發現，在電解質溶液里加入一種含磷的阻燃劑三苯基磷酸酯（TPP），就能有效地淬滅燃燒鏈。研究顯示，TPP能有效降低商業電池電解液碳酸乙烯酯/碳酸二乙酯的燃燒性。隨著添加的TPP濃度升高，其特異燃燒時間顯著降低。
但安全性的提升會“犧牲”電池性能：TPP會抑制電解質的導電性。于是，研究人員利用電紡絲技術，制備了一種“核—殼”結構的微米纖維。其中，防火劑TPP位于纖維的內核，被聚偏氟乙烯—六氟丙烯（PVDF-HFP）作為高分子外殼所包裹。這些纖維在電紡絲的制備過程中無序堆疊，最后形成一張自支撐的多孔膜。
在電池正常運行時，防火劑被保護在PVDF-HFP的外殼里，一旦電池發生熱失控導致溫度升高，PVDF-HFP的保護外殼會部分熔化；被包裹的TPP就會被釋放起到抑制燃燒的作用。
該研究有望為制備兼具高性能和良好安全性的鋰離子電池提供一條新思路。
(責任編輯：王杰)
這類電池在人們日常生活中應用越來越廣泛，涉及移動電話、筆記本電腦以及所有的電動汽車。雖然科學家在不斷改進離子電池，但仍存在著火風險。近日，美國斯坦福大學研究人員在《科學進展》上發表論文稱，已經解決了這一問題。
但安全性的提升會“犧牲”電池性能：TPP會抑制電解質的導電性。于是，研究人員利用電紡絲技術，制備了一種“核—殼”結構的微米纖維。其中，防火劑TPP位于纖維的內核，被聚偏氟乙烯—六氟丙烯（PVDF-HFP）作為高分子外殼所包裹。這些纖維在電紡絲的制備過程中無序堆疊，最后形成一張自支撐的多孔膜。
在電池正常運行時，防火劑被保護在PVDF-HFP的外殼里，一旦電池發生熱失控導致溫度升高，PVDF-HFP的保護外殼會部分熔化；被包裹的TPP就會被釋放起到抑制燃燒的作用。
該研究有望為制備兼具高性能和良好安全性的鋰離子電池提供一條新思路。
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