新闻与事件

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2022

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02

不锈钢离心风机是如何加工制造的?


锂电池由于热稳定性差,没有良好的电控系统,在电动道路上已经成为很大的安全隐患。除电动汽车外,用于消费电子产品的锂电池也具有易燃特性,虽然出厂前已进行过安全性测试,但诸如手机电池爆炸等消息仍定期见诸报端。

近日,美国北卡罗来纳大学教堂山分校 (UNC-Chapel Hill) 的研究人员在测试一种名为全氟聚醚 (perfluoropolyether) 的聚合物时,发现该物质可以与锂盐溶解,这意味着它可以溶解在锂盐中。研究人员多米尼克·黄 (Dominica Wong) 解释说,在电池中导电的能力: “大多数聚合物不会与盐溶解,但这种聚合物可以溶解。”至关重要的是,它不易燃。

全氟聚醚,简称PFPE,是室温下的液态聚合物。几十年来,它一直被用作空间机械部件的润滑剂。它具有优异的热和氧化稳定性。如何提高锂电池的热稳定性?这需要对锂电池的放电原理有一个简单的了解,即锂离子从负极移动到正极。但是,手机,笔记本,电动汽车上的电池除了放电外,还必须充电,因此也需要充电。需要电解质,在锂电池中,电解质通常是富含离子的聚乙酸二甲酯 (DMC)。

锂电池不稳定的原因在于DMC,即使在室温下也是易燃的。研究小组负责人约瑟夫·德·西蒙妮 (Joseph De Simone) 直接说: “他们 (DMC) 是汽油的近亲。”因此,电动汽车在受到撞击时,即使燃点不是电池,电池也很容易被点燃,使整车成为 “反应堆”。因此,如果PFPE可以取代DMC作为电解液,理论上电池的稳定性将大大提高。实际上,DeSimone的团队做到了。它们将PFPE和DMC融合在一起,作为锂电池的电解质。他们发现,不仅电池的热稳定性大大提高,而且电导率也大大提高。

德·西蒙妮还特意拿了锂空气电池来说明问题。作为能量密度最高的锂离子电池,锂空气电池存在着普通电解液与氧不相容的缺点,而且PFPE很可能有助于解决此问题,从而使能量密度与汽油处于同一水平。锂空气电池距离其实用性更近了一步。

那么带有PFPE电解质的电池在热稳定性方面的表现如何?研究人员的测试表明,这种电池可以承受-90 °c至200 °c的温度范围。对于电动汽车的动力电池来说,这样的性能绰绰有余,而一般锂离子电池的温度范围为-20 °c至60 °c,而随着温度过低或过高,其导电性都会大大降低。

尽管距离商业使用还有很长的路要走,但PFPE电解质电池至少向我们证明了电动汽车电池的热稳定性和电导率可以完全找到解决方案。