教授负责提高锂离子电池的安全性

作为电动汽车的前沿，它们仍然容易受到致命弱点的影响 - 这是给予动力的源头。

在电动车辆，锂离子电池或锂离子电池中使用的常见类型的电池之一易于由于碰撞或施加在车辆上的其他主要冲击而着火或爆炸。这种影响会导致电极内部短路。小火可以通过“热失控”扩散到整个电池和汽车的其他部分。

“虽然已经对电池的热管理做出了重大努力，但近期电动车事故中的电池火灾和爆炸引起了公众的极大关注，”大学高分子科学副教授于竺博士说。阿克伦(UA)。“在大多数情况下，电池在正常使用情况下不会被点燃，例如通过大的外部冲击或撞击。”

朱和他在UA高分子科学与高分子工程学院的研究生团队正致力于通过制造剪切增稠电解质来提高锂离子电池的安全性- 这种电解质在电池的阳极和阳极之间会在冲击下变厚。阴极将具有抗冲击性，因此在发生碰撞时不会引起火灾或爆炸。在正常条件下，新型电解质保持柔软。

该小组的研究由朱博士领导。学生Kewei Liu最近在“电源杂志”上发表文章：“用于安全锂离子电池的剪切增稠液抗冲击电解液”。

“在用于电动汽车的锂离子电池中，阴极和阳极被非常软的膜和液体电解质隔开，”朱说。“简单地用固体对应物替换液体电解质仍然是一项具有挑战性的任务，因为两个电极都是多孔的，它们需要液体来填充毛孔并接触。我们的想法是你仍然可以在正常情况下使用液体状电解质，但是这种液体可以在冲击下提高自身的机械强度。因此，我们开发了一种剪切增稠电解液。“

可以把它想象成淀粉和水的混合物。你可以把手伸进去，慢慢搅拌淀粉和水，同时感觉抵抗力很小。但是，如果你提高搅拌速度，你将会大大感受到更大的阻力。实际上，保龄球可以从玉米淀粉和水混合物的表面反弹，在冲击过程中表现得像固体。

具有这种性质的液体称为膨胀剂，一种非牛顿流体。如果电解质也是膨胀剂，它将防止电池在外部冲击下短路。然而，形成剪切增稠电解质比混合玉米淀粉和水困难得多，因为电解质的组成复杂，由不同的离子，溶剂和各种添加剂组成。

“在我们的初步研究中，”朱说，“我们证明了改性的低成本玻璃纤维填料可以生产我们正在寻找的剪切增稠电解质，这与商用锂离子电池兼容并且显示出改善的抗冲击性。 “

来自朱氏集团的视频展示了不同速度的子弹影响常规液体电解质和剪切增稠电解质。剪切增稠电解质吸收了动能并显着减慢了移动的子弹。

“与传统的液体电解质相比，剪切增稠电解质不会显着降低锂离子电池的性能，”朱说。“在冲击过程中，剪切增稠电解质会立即表现得像固体一样，并且由于剪切增稠效应而产生更大的力来抵抗外部冲击。这种解决方案是对电池组外部热管理系统的补充，这通常不足为了应对突然的影响“

朱说，改进锂离子电池的研究相对较新，特别是用于电动汽车。他补充说，剪切增稠电解质可以有其他利基用途，例如防弹储能装置。