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还担心你的手机爆炸吗?一种用于手机的“迷你灭火器”刚刚出炉。它可以在过热时自动关机。根据《新科学家》杂志网站上最近的一份报告,斯坦福大学的崔屹团队在最新的锂电池设计中,用超薄聚合物材料将人们熟悉的阻燃剂PPT(磷酸三苯酯)密封在胶囊中。该分离装置位于阳极和阴极之间,但与电解质隔离。只有当加热到一定温度时,聚合物胶囊壳才会熔化,阻燃剂会释放到电解液中,这可以防止电池爆炸而不降低其性能。
锂电池因其超轻和高效率而广泛用于手机、笔记本电脑和其他移动设备,但它们含有挥发后会自燃的成分,长期使用后有爆炸和过热的风险。为了解决这个“热失控”问题,科学家们试图安装一个火灾报警器或添加化学物质来防止锂电池短路,但这将降低电解液的导电性。
然而,崔屹团队在《科学进步》杂志上发表的最新设计显示,当电池正常工作时,阻燃剂“停留”在塑料纤维胶囊中。当温度升至150℃时,胶囊壳熔化,阻燃剂紧急“灭火”。实验表明,当胶囊被放入燃烧的电池液体中时,它们可以在不到半秒(0.4秒)的时间内迅速熔化并释放出阻燃剂,从而成功灭火。将胶囊植入商用锂电池后,发现电池的电化学性能根本没有降低。
崔屹说,如果胶囊的实验室性能能够在实际应用中得到验证,锂电池甚至可以可靠地用于电动汽车和电动飞机。然而,一些科学家怀疑胶囊“灭火器”的使用寿命是需要考虑的关键因素,必须与普通电动汽车的10-20年使用寿命相匹配。“我们已经进行了相关测试。反复充放电360次后,仅有少量阻燃剂泄漏到电解液中。至于阻燃剂的泄漏最终会影响电池性能多长时间,还需要进一步研究。”崔屹说。(记者聂)