用钻石防止锂离子电池爆炸

与其他电池技术相比，锂离子（Li-ion）电池具有相对高的能量密度和长寿命。 多年来他们的发展使他们成为许多领域的首选电池技术。

这些包括为便携式电子设备和电动车辆供电。 虽然它们具有理想的特性并且优于其他商业上可获得的技术，但它们并非没有问题。

锂离子电池在适当的条件下会发生危险的爆炸。 这引起了人们的极大关注。 它们的潜在危险是航空公司只允许这种电池技术用于随身携带的行李。

当锂离子电池爆炸的话题出现时，臭名昭着的三星Galaxy Note 7立即浮现在脑海中。 这几款电池最终召回的三星设备爆炸了。

与爆炸滑板相关的争议也随之爆发。 这两种情况之间的共同点是爆炸是由于锂离子电池故障造成的。

虽然这两个案例受到了很多关注，但其他含有锂离子电池的设备之前已经爆炸。 尽管使用质量可控的电池很少见，但爆炸性锂离子电池是一种严重的风险，不应掉以轻心。

德雷塞尔大学的一组研究人员认识到，这种电池技术仍然存在风险，并为这个故事提出了一个有趣的转折点。 他们使用钻石使电池更稳定！ 我真的想告诉你关于这个新颖解决方案的所有信息，但首先，让我们来看一些背景信息。

电池的主要组成部分如下：

• 正负极 ：这些是电气设备的接触点。 它们允许电力从电池传递到设备。
• 阳极和阴极 ：在这些电极上发生化学反应，这些电极负责产生电流。
• 电解质 ：这是一种允许阴极和阳极之间的电荷流动的介质。

锂离子电池如何失效并随后爆炸

锂离子电池的爆炸主要是由于正极和负极短路引起的。 在电池内部形成称为枝晶的结构可能导致这些短路。

短路是电连接，其导致过大的电流流动并产生热量。

枝晶是可以在锂离子电池内部形成的堆积物。

基本上，这些枝晶短路电池的正极和负极，产生大量的热量并点燃电池内部的电解质。

大多数电解质都是易燃的。 点燃时，电解液通常会引起爆炸。

安全措施

值得庆幸的是，高质量的锂离子电池存在安全机制。

现行措施

为了防止枝晶形成，目前市场上的锂离子电池使用填充有锂的石墨电极。 虽然这种配置抑制了枝晶的形成，但它也降低了电池的能量密度。

如果这个电极是由纯锂制成的，电池的电流容量大约是其10倍。 然而，由于枝晶形成的可能性增加，它们也更有可能爆炸。

这种方法非常有效。 然而，低于标准质量的电池往往不能使其完全正确，这可能导致爆炸。 在这种情况下，接下来描述的方法可能是更好的安全机制。

Drexel研究人员的新解决方案

Drexel团队提出了一种新颖的解决方案，以保持纯锂的能量密度，同时提高安全性。 他们设计了一种使用纯锂电极的电池。 为了抵消枝晶的形成，它们将电解质溶液注入纳米金刚石。

纳米金刚石是极小的钻石。

纳米金刚石显着降低了在电极处发生化学反应的风险，从而导致枝晶形成。 在电池放电期间，锂被涂覆到其中一个电极上。 纳米金刚石有助于均匀涂层，防止树突。

最后的想法

该团队承认，虽然这种方法基于他们的测试是非常有效的，但很难说他们的方法将完全消除枝晶的形成。 话虽如此，这种方法非常有前景，因为它增强了安全性并允许更高容量的电池。