• 发布日期：2019-06-24
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据外媒报导，锂电池可让电动汽车的续航路程到达几百英里，存储能量的能力众所周知，但是此类电池具起火危险也是人尽皆知，电池人员将此类现象称为“热失控”（即电池堆集过多热量）。当电池过热或是快速循环时，起火事故发作得最频频。
由于现在每年越来越多的电动汽车得以上路，因而电池技术也需要得到发展，以下降危险和灾难性起火事故发作的可能性。 美国伊利诺伊大学芝加哥工程学院（the University of Illinois at Chicago College of Engineering）的研究人员发布了一份研究报告，表明21世纪的奇特资料 – 石墨烯，可能可以从锂离子电池着火时吸走氧气，从而下降起火危险。
锂电池起火的原因在于电池快速循环或充放电，以及电池内积累的高温。上述状况会导致电池内部的阴极（大多数状况下，阴极都是含有锂的氧化物，通常是锂钴氧化物）分化并开释氧气。而电解质在高温下会分化开释出易燃品，假如氧气与此类易燃品相结合，就会发作自燃。 伊利诺伊大学芝加哥工程学院机械和工业工程副教授兼该论文的通讯作者Reza Shahbazian－Yassar表明：“我们以为，假如有一种办法，可以防止阴极开释的氧气与电池内其他易燃品相结合，我们就可以下降起火的可能性。” 成果发现，石墨烯资料便是完美的解决方案，石墨烯是一种具有共同性质的超薄碳原子层。
Shahbazian－Yassar与他的搭档以前曾使用过石墨烯调节锂金属电池电极上积累的锂。 Shahbazian－Yassar与他的搭档都知道，氧原子无法从石墨烯片中渗出。此外，石墨烯还具有强度高、柔韧性好、可导电等长处。他们以为，假如用石墨烯将锂电池的钴酸锂阴极小颗粒包裹起来，就可能阻挠氧气逸出。 首先，研究人员用化学办法改变了石墨烯，使其具有导电性。
接下来，他们将钴酸锂阴极电极的微小颗粒包裹在导电的石墨烯中。当研究人员使用电子显微镜，观察被石墨烯包裹的钴酸锂颗粒时发现，与未包裹石墨烯的颗粒比较，在高温下，开释的氧气显着削减。 接下来，研究人员将被石墨烯包裹的颗粒与粘合资料相结合，形成了一个阴极，集成至锂金属电池中。当研究人员测量电池循环过程中氧气开释状况时发现，即便在十分高的电压下，也几乎没有氧气从阴极中逸出。
即便在200次充放电循环之后，锂金属电池的表现依然很好。 Sharifi－Asl表明：“与传统的锂金属电池比较，阴极包裹了石墨烯的电池在快速循环后仅损失了约14％的容量，而在相同条件下，传统锂金属电池的功能下降了约45％”。 Shahbazian－Yassar表明：“石墨烯是阻挠氧气进入电解质的抱负资料。该资料不透氧、可导电、具柔韧性，强度高，可以接受电池内部条件。并且其只要几纳米厚，因而不会额定增加电池的质量。
我们的研究表明，在阴极中使用石墨烯可削减氧气的开释，可能是将电池起火危险明显下降的一种办法，而此类电池为手机和汽车提供动力。