冷知识!研究发现护肤霜中的成分能改善锂电池稳定性

冷知识!研究发现护肤霜中的成分能改善锂电池稳定性

护肤霜能用来干什么?如果你认为它只能润肤的话,那就真的是OUT了(www.jkbn.net)。

最近,护肤霜成功出圈,到科技界给锂离子电池研发带来了新思路,不仅通过水溶性聚合物改善了电池的稳定性,还降低了制造成本和毒性。

居然这么高能?

近日,香港中文大学的研究人员们将护肤霜中常见的水溶性聚合物用于锂离子电池的液态电解质。没想到在改善电池稳定性的同时,还降低了制造成本和毒性。

具体来说,该研究团队选用了一种廉价、安全、环保的水溶性高分子聚合物,也就是聚乙二醇,作为新型水基电解质稳定剂,将锂离子电池的稳定性窗口扩大到3.2V,提高了电池的稳定性和安全性,即便是在300个充放电周期后都能保持稳定。

与此同时,研究还发现,将聚乙二醇与水、低浓度锂盐组合在一起后,不仅降低了制造锂离子电池的相对成本,还能将其毒性控制在较低的水平上。

更有意思的是,聚乙二醇并不是一种罕有物,在我们日常使用的护肤霜、牙膏、药品,甚至常喝的饮料中都有这一成分。

研究团队表示,这一发现将对设计具有大电压窗口和高稳定性的液态电解质提供一个新的研发思路,也为锂离子电池带来了更加安全、环保、低成本存储能量的机会,更甚者它或将帮助新能源产业挣脱电池桎梏。

换句话说,锂电池产业很有可能出现革命性变化。

提升锂离子电池稳定性有多重要?

提到电池安全问题,三星GalaxyNote7电池爆炸称得上是一个“标志性”事件。而除了手机等移动设备的电池之外,随着新能源产业的发展,诸如新能源汽车等也正面临着因电池稳定性不足和制造成本过高、环境污染等诸多问题。

相信很多人都曾看过一个视频,在上海的一小区的地下车库中,一辆特斯拉Model S在未充电的状态下突然自燃,连带停在它旁边的车辆也全部被烧毁。

无疑,锂离子电池是引发这一系列事故的主要源头。

那么,提升锂离子电池的稳定性究竟有多难呢?

锂是当前最为活跃的金属元素,只要暴露在空气中就会与氧气产生激烈的氧化和氧化还原反应,也因此一旦锂离子电池质量不过关,不仅会自燃,还会因发热后的热量积累,发生爆炸。

简而言之,不论是在充放电过程中,还是静止状态下,锂离子电池都可能因内部温度升高,单体电池之间的温度不均匀等原因,引发自燃或爆炸事件,非常不稳定。

多年来为解决这一问题,研发人员先后尝试了多种手段,例如内置阻燃剂的设计,以便电解质能够具有更好的抗冲击破坏的能力;或者采用不会起火的水基电解质,以避免由于水的稳定性问题导致电压和能量密度偏低等。

但这两种方法都各有弊端,前者成本较高,后者则通常需要使用高浓度且有毒的盐来稳定水分子,会造成环境污染。与此同时,锂离子电池的运输、存储也都是问题。

此次香港中文大学选用的聚乙二醇,常见、生产成本低,污染性低,重要的是它具有较高的稳定性,如果最终能够进入应用阶段,将极大的解决锂离子电池安全问题。

保障电池安全性,还能做些什么?

以新能源汽车为例,为保障锂离子电池安全性,包括特斯拉、蔚来等汽车厂商都先后做了多种尝试,如特斯拉为汽车配备了数千块钴酸锂电池以提供动能,并利用电池管理系统对电池各种物理参数进行实时监测、评估电池使用状态、并进行在线诊断和预警,还对电池放电与预充进行控制,以及通过液体冷却均衡管理电池温度。

又例如蔚来曾表示要强化应急响应机制,增加检视电池板底板的单独工作项目,只要车辆进厂保养维修,一律增加以举升降机将车辆顶起检视电池板底板的单独工作项目,汽车进站换电时也会进行人工检查,一旦发现安全隐患立即免费安全更换电池包。

当然,除了电池及相关产品的研发人员。生产厂商需要重视并尽快提升电池稳定性之外,消费者在日常使用产品的过程中也应加强警惕,并养成定时检修的习惯,毕竟安全永远是在位的。

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