【中国白银网4月27日讯】据外媒报道，美国加州大学圣地亚哥分校的纳米技术工程师们研发了一种安全功能，可以在锂金属电池内部短路时，防止其迅速升温并着火。该团队对电池中称为“隔膜”（电池阴阳极之间的屏障）的部分进行了巧妙调整，从而可以在电池短路时，让电池内部积聚的能量（即热量）的流动速度减慢。
研究人员表示：“我们不是试图阻止电池发生故障，而是让其更加安全，这样一来，当电池发生故障时，不会着火或爆炸，产生灾难性后果。”
锂金属电池在反复充电后，阳极上会生长一种称为“树突”的针状结构，从而导致电池失效。随着时间推移，树突会长得越来越长，直到穿透隔膜，成为阳极和阴极接触的桥梁，从而导致电池内部短路。当此种情况发生时，两个电极之间的电子流动会失去控制，立马导致电池过热并停止工作。
加州大学圣地亚哥分校的研究小组研发了一种隔膜，能够缓解此种情况。该隔膜的一面覆盖了一层薄薄的、可部分导电的碳纳米管网，可以拦截形成的树突。当一个树突刺破该隔膜，撞上该网时，有一个通道让电子慢慢排出，而不是直接一下子流到阴极。研究人员将该电池隔膜比作大坝上的泄洪道。
研究人员表示：“当大坝开始溃决时，人们就会打开泄洪道，让某些水以一种可控的方式流出，如此一来，当大坝真的决堤并往外溢出水时，也没有多少水可以引发成洪水了。这与我们研发的隔膜类似，我们慢慢排出电荷，防止电子“泛滥”到阴极。当树突被隔膜的导电层拦截时，该电池会开始自我放电，所以，当电池真的短路时，也没有足够的能量来引发危险情况了。”
其他的电池研究工作都集中于采用足够坚固的材料来打造隔膜，从而阻止树突穿透隔膜。但是，此种方法的问题是，只是拖长了无法避免的后果发生的时间。此类隔膜仍需要具备孔隙，让离子通过，从而让电池能够工作。因此，如果树突最终突破隔膜时，电池短路的情况只会更糟。加州大学圣地亚哥分校研究小组不是阻止树突穿透隔膜，而是试图减轻其带来的影响。
在测试中，配备了新隔膜的锂金属电池在20至30次充放电循环之后才显示出逐渐失效的迹象。与此同时，配备普通（以及略厚）隔膜的电池仅在1次充放电循环后，就突然发生故障。
研究人员表示：“在真实用例中，如果电池即将失效，人们并不会提前收到预警。可能是前一秒还很好，下一秒电池就着火或完全短路了，这是不可预测的。但是，有了我们研发的隔膜，人们可以在每次充电时，提前得到电池越来越糟的预警。”
虽然此次研究的重点是锂金属电池，但研究人员表示，此种隔膜也可用于锂离子电池和其他化学成分组成的电池。该研究小组将继续优化该隔膜，以实现商用，而且加州大学圣地亚哥分校已经为该隔膜申请了一项临时专利。
（文章来源：新浪网）
