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智能锂电池：纳米铜镀层来把关，事故预警有妙招
2014-10-14 16:23:52 慕雪发布 来源:益择网
益择网讯（慕雪/编译）2006年，索尼公司因笔记本电脑着火而召回了数以百万计的锂电池，经查明火灾原因是电池内部细小金属杂质引起的电池短路。在中国，手机电池爆炸、电动车电池引起火灾的案例也不胜枚举，每年会有数以百万计的配有锂电池的各类电子设备售出，因此，预防电池事故变得越来越重要。近日，斯坦福大学材料科学与工程系崔毅副教授研究组就发明了一种智能锂电池，它在自身过热或着火前就能进行预警，从而有效预防由电池引起的火灾或爆炸事故。
典型的锂电池由两个电极中间夹着一个超薄聚合物分离器组成，分离器确保两级分离，如果它坏了，电池会短路并且引燃电解质溶液，从而引起着火或爆炸。电池短路的最主要原因是由于充电太快或温度太低而产生过载现象。“过载使得锂离子在阳极堆积，形成被称为‘树突’的锂离子金属链，”崔解释道，“树突穿透分离器，与阴极接触而导致电池短路。”为了解决这一问题，研究员们将分离器一侧镀上纳米铜层，在阴阳级之间制造了新的第三电极。
铜层的作用就像传感器，能够测量阳极和分离器之间的电压差，在树突生长到铜镀层时，电压降到零，此时，用户会收到来自电池的预警信息，提醒此时需要更换电池，这种提前预警会在树突到达阴极前就阻止其生长而避免短路，也避免了事故发生。该铜镀层只有50纳米厚，涂有镀层的分离器与传统分离器一样灵活、多孔，因此它对锂离子流量的影响可忽略不计，此外，这层薄膜不会改变电池特性，但是能大大提高其安全性。
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