锂电池蝴蝶效应的热失控,或许石墨烯可以解决

来源:网络   2019-06-28  阅读数:

  锂电池蝴蝶效应的热失控,或许石墨烯可以解决。锂电池,大家应该都不陌生吧,不管是我们现在使用的手机、平板、单反,等等;包括现在的新能源汽车,以及一些智能家具等,都使用的是锂电池,应用十分广泛。而这一广阔前景,在“电动工具无绳化”这一想法的提出后,又将会进一步扩大。

锂电池

  而与此同时,AI人工智能的兴起,智能家具产品、园林工具等新兴智能工具类产 品也得到了迅速的发展;这样的话,锂电池的应用就不再局限于单个领域。根据业内人士称,锂电类电动工具、园林工具未来市场趋势正如清晨的朝阳。电动工具锂电化除了市场的推动与自身潜力外,还得到了国家地区政策的支持。例如欧盟早已禁止无线电动工具使用镍铬电池,锂电电动工具的普及率与替换率也远远领先于国内市场;中国则是重新制定了电动工具锂电池使用行业标准。

锂电工具无绳化意味着什么?

  这意味着锂电动工具将会朝着更小体积、更轻重量、更低噪声等方向发展,然而仍不可避免“副作用”的出现,那就是锂电池中的锂离子热失控。锂离子的可控工作温度范围是在15℃~45℃之间,如果温度超出临界值过多,则会导致电池单元功能安全问题、使用寿命缩短、不稳定性以及可能发生的热失控。

锂电池是如何发生热失控的呢?

  如果锂电工具发生强烈的碰撞或高处跌落,电池有可能发生变形;材料则会渗透到电池里,引起内部短路或外部短路的现象;再者,过度充电或快速充电时电流过大,也有可能会永久损坏电池。

  热失控发生后就犹如蝴蝶效应一样,电池中储存的能量会突然释放,从而产生火灾。另外电池数量越多、能量密度越高、充放电功率越大,就意味着发生起火故障的概率就越高。

石墨烯为锂电池穿上“防火披风”

石墨烯电池

  为了确保把热失控的风险降到最低,伊利诺伊大学芝加哥分校研究人员发布了一份研究报告,报告表明石墨烯材料可以从锂离子电池着火时吸走氧气,可以防止阴极释放的氧气与电池内其他易燃品相结合,从而降低起火风险,减少事故损失。

  石墨烯复合材料已是锂电池未来重点研究的方向之一,如何完善高质量石墨烯的制备技术,使其能够应用于高能量密度、高功率密度动力锂离子电池领域,必将会大幅度提升锂电池的综合性能,推动电动工具等相关领域的发展。

  目前国内已有企业积极布局石墨烯产业化,在高端石墨烯方面取得多项技术突破,并且以项目建设为载体,加快新产品开发,在核石墨、纳米炭材料、特种石墨、碳纤维、石墨导热片等领域有所突破;珈伟新能在第十三届中国国际电池技术交流会/展览会国上展示了新研发的“油性锂电池用石墨烯导电浆料”,并且已经将“油性锂电池用石墨烯导电浆料”应用到了锂电池产品中。

  当然,石墨烯“爆红”是近两年的事儿,但实际上类似的研究和尝试已经开展了很长时间;无可否认,石墨烯对电池性能提升有所帮助,但能否为行业带来颠覆性的变化有待时间来验证。