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LG化學(xué)開發(fā)出抑制電池?zé)崾Э氐膭?chuàng)新材料
近日，LG化學(xué)宣布開發(fā)出抑制電池?zé)崾Э氐臏囟雀袘?yīng)型“安全性增強(qiáng)功能層(Safety Reinforced Layer，以下簡稱為抑制熱失控材料)”，并將該研究成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《Nature Communications》。本次研究由LG化學(xué)聯(lián)合韓國浦項(xiàng)科技大學(xué)電池工程系Lee Minah教授的研究小組共同進(jìn)行材料分析。同時(shí)，LG新能源也參與了材料的安全性驗(yàn)證測試。
*發(fā)表論文名稱: Thermal Runaway Prevention through Scalable Fabrication of Safety Reinforced Layer in Practical Li-ion Batteries
LG化學(xué)開發(fā)的抑制熱失控新材料是一種電阻會隨溫度而變化的復(fù)合材料，在溫度升高的初期可以起到如同“保險(xiǎn)絲”切斷電流的作用。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)在電池的正極層和集電體之間，制成插入了1um薄層形態(tài)的抑制熱失控新材料，其厚度僅為人類頭發(fā)絲的百分之一。當(dāng)電池發(fā)生異常且溫度超出正常范圍(90~130℃)時(shí)，該材料會對溫度立即作出反應(yīng)并改變其粘合結(jié)構(gòu)，從而抑制電流的流動。
另外，LG化學(xué)抑制熱失控材料具備出色的溫度感知能力和響應(yīng)速度，即溫度每升高1℃，電阻就增加5000Ω，最大電阻可達(dá)到正常溫度下的1000倍以上。同時(shí)，該材料具有可逆性，電阻也會隨著溫度的下降而減小，甚至恢復(fù)至原始的導(dǎo)電狀態(tài)。
眾所周知，熱失控是導(dǎo)致電動汽車電池起火的主要原因，當(dāng)電池內(nèi)部的正負(fù)極相互接觸，就會因短路和發(fā)熱而引起熱失控。因此，抑制熱失控材料可在發(fā)熱初期就迅速阻斷反應(yīng)路徑，有效預(yù)防火災(zāi)事故的發(fā)生。
此外，經(jīng)電池沖擊和穿透安全性測試的結(jié)果表明，使用了抑制熱失控材料的電池未起火，或在產(chǎn)生火焰時(shí)就立即熄滅，沒有發(fā)生熱失控的現(xiàn)象。
· 在移動端LCO電池的穿透測試中，普通電池只有16%未起火，而采用抑制熱失控材料的電池均未起火。
· 在針對電動汽車鎳鈷錳酸鋰電池模擬進(jìn)行的約10公斤重物沖擊試驗(yàn)中，普通電池均發(fā)生了起火現(xiàn)象。相反，采用了抑制熱失控材料的電池中有70%均未著火，其余30%的電池雖產(chǎn)生火花，但也僅在數(shù)秒內(nèi)便熄滅了。
LG化學(xué)憑借強(qiáng)有力的材料設(shè)計(jì)專利和技術(shù)實(shí)力，在解決現(xiàn)有材料反應(yīng)速度慢、能量密度低等問題的同時(shí)，成功開發(fā)出能夠快速適用于量產(chǎn)工藝的抑制熱失控新材料。目前，LG化學(xué)已完成移動端抑制電池?zé)崾Э夭牧系陌踩则?yàn)證測試，并計(jì)劃至2025年，繼續(xù)進(jìn)行大容量電動汽車電池的安全性測試。
LG化學(xué)首席技術(shù)官李鐘求表示：“這是一項(xiàng)能夠盡快應(yīng)用于量產(chǎn)工藝的切實(shí)研究成果，我們將繼續(xù)探索以提高電池安全性的技術(shù)研究，向客戶提供安全無憂的電池材料，為增強(qiáng)電池市場競爭力做出積極的貢獻(xiàn)。”
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