出品:“科学与中国”院士专家巡讲团
制作:中国科普博览
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下一代动力电池需要解决的主要是它的安全性问题。在一个化学反应中,温度越高,它的反应速度越快,而且这种增速呈指数级,如果热量不能正常释放,最后会导致热失控。电池中的热反应也是如此,这会使得电池热量瞬间增大,导致爆炸与燃烧。
因此,这需要我们尽快建立防止热失控的一些技术方案,目前主要有两种方法。一种是使用温度敏感电极(PTC),即采用聚合物的基质材料进行填充,常温下,碳与颗粒接触良好,因此电导很好;温度升高时,聚合物膨胀,碳与颗粒之间的接触变差,此时电阻会急剧上升。如果采用PTC材料作为集流体的表面涂层(在集流体与活性层之间涂上PTC涂层)或者直接采用PTC材料作为导电剂,就会使得此电极具有PTC的性能。
第二种方法是采用温度敏感电极材料,例如电池中的钴酸锂很不安全,我们可以在它的表面包覆一层有PTC效应的聚合物材料,使材料具有正温度系数敏感性质,当温度升高时,材料表面失去电子导电性质,电化学反应被终止,从而防止热失控反应的发生。
“科学与中国”院士专家巡讲活动是中国科学院学部发起,由中科院、中宣部、教育部、科技部、工程院、中国科协共同主办的高层次公益性科普活动。精彩内容关注“科学与中国”官方网站(cs.kepu.cn)。中国科学院学部工作局为网站委托单位,中国科普博览为网络传播合作伙伴,中国科学院计算机网络信息中心提供技术支持。