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目前许多科学家正绞尽脑汁想提高锂离子电池的安全性，致力降低电池过热爆炸风险，这时候，他们首先要解决的头号难题为充放电过程中生成的“锂晶枝问题”，对此，加州大学圣地亚哥分校（UCSD）已通过“溢洪道”概念，有效防止失控反应。
锂离子电池备受欢迎，与传统的电池技术相比，锂电池充电速度更快、续航力更久，并且具有更高的功率密度。手机之所以能小巧轻便，体积小高功率的锂电池功不可没，只是锂电池并非完美无缺，随着充放电次数增加，电极会形成尖刺树枝状的锂晶枝，最终将长到足以刺穿减缓电流和热量的隔离膜，使电池内部短路，缩短使用寿命。
而抑制锂晶枝的方法有许多种，包括利用电解质添加剂、多维立体电流收集器、隔离膜表面改质等方法，但都有处理程序复杂及循环寿命效果不佳等问题，为此现在科学家也有提出新方法，像是用超音波或特殊保护层来防止晶枝生长。
对此UCSD团队则带来另一种方法，决定微调电池的隔离膜。锂离子电池主要由两个电极，电极之间的电解质与隔离膜组成，离子首先会从锂阴极（正极）出发，经过电解质与隔离膜最后抵达石墨阳极（负极）。
团队将导电纳米碳管附涂在隔离膜上，当枝晶形成并刺穿隔离膜时，电子就会聚集在纳米碳管上，缓慢地从电池发布，这种方法就如同避免水坝溃堤的“溢洪道”一样，借由宣泄超过水库容量的水，避免水溢顶破坏水坝。
论文的第一作者MatthewGonzalez表示，新型隔离膜会缓慢地排出过多的电荷，同时还可防止电子“溢出”到阴极那一侧，当它拦截到锂晶枝时，电池会开始自放电，因此电池短路时就不会有足够的能量爆炸。
在测试中，装有全新隔离膜的锂电池劣化过程是缓慢且渐进式，在充放电20到30次内慢慢退化，但若是采用传统隔板，电池可能会在某一循环中突然坏掉。团队表示，过去电池爆炸之前，不会有任何的警告，可能前一秒还很正常，下一秒钟就起火，这是完全无法预测的，采用新型隔离膜就会有预先警示。
（首图来源：shutterstock）
易车号作者提供文章
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