最近的車禍和航空事故清楚地表明：為大多數(shù)便攜設(shè)備和電動(dòng)汽車提供動(dòng)力的鋰離子電池具有危險(xiǎn)性。如果被壓碎或扭曲，電池內(nèi)分隔電極的多孔塑料薄膜會(huì)瞬間斷裂并導(dǎo)致短路，引燃鋰電解液。
現(xiàn)在，借鑒兒童作家“蘇斯博士”的想法，美國田納西州橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室化學(xué)家Gabriel Veith和同事或許找到了一個(gè)解決方案：歐不裂。
如果用足夠的力量撞擊，這種由玉米淀粉和水組成的液體混合物（得名于一本經(jīng)典的美國兒童讀物）的表現(xiàn)會(huì)像固體一樣。在為自己的孩子混合歐不裂時(shí)，Veith有了個(gè)想法：用二氧化硅取代玉米淀粉，將其混合到鋰離子電池的電解液中從而產(chǎn)生變化，在撞擊時(shí)從易燃的液體變?yōu)槎栊怨腆w。用化學(xué)術(shù)語說，它被稱為剪切增稠液。
其中的關(guān)鍵是找到合適的二氧化硅。其他實(shí)驗(yàn)室曾嘗試過不規(guī)則形狀和桿狀的二氧化硅顆粒，正如研究人員今年早些時(shí)候在《應(yīng)用材料與界面》雜志中描述的那樣，而Veith團(tuán)隊(duì)則轉(zhuǎn)向了一種已有幾十年歷史的技術(shù)，即共沉淀過程，以制造出完美的圓形二氧化硅納米顆粒，它通常用于在人體細(xì)胞內(nèi)輸送藥物。Veith說，這樣的圓顆粒能夠組成更強(qiáng)的屏障，而且它們更容易制作。
“你不必重新發(fā)明電池生產(chǎn)線，因?yàn)樗c目前的制造技術(shù)兼容。”他說。
但這種新型黏性物質(zhì)不能像普通液體電解質(zhì)那樣注入電池，因?yàn)楹唵蔚膰娚渚湍苁顾兂晒腆w。Veith團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種解決辦法，即將二氧化硅顆粒預(yù)先放置在塑料分離膜內(nèi)，在此之后注入液體電解質(zhì)。這種“歐不裂”不僅能在受到?jīng)_擊時(shí)變成固態(tài)，而且比之前測試過的產(chǎn)品更容易制造、更堅(jiān)固。
與所有剪切增稠液一樣，橡樹嶺歐不裂（已經(jīng)獲得安全抗沖擊電解液方面的專利）在被撞擊后幾秒鐘又會(huì)變回液體，并且仍然可以在電極之間產(chǎn)生熾熱的反應(yīng)。Veith團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)一個(gè)可以變成固體且保持該狀態(tài)的版本。他指出，這種材料可以用于軍用夾克，當(dāng)被子彈擊中時(shí)，它可以從可穿戴電池轉(zhuǎn)變?yōu)榫壬z甲。經(jīng)過監(jiān)管審查后，橡樹嶺團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)，他們的技術(shù)將從規(guī)避最小風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)用開始，在幾年內(nèi)應(yīng)用到電池中。
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