22 年間のバッテリーのカスタマイズ

米国は、リチウム電池の可燃性の問題に対する解決策を見つけました。

Jul 08, 2019   ページビュー:331

熱安定性が低く、優れた電子制御システムがないため、リチウム電池は電気自動車の隠れた安全上の問題になります。電気自動車に加えて、家電製品に使用されているリチウム電池にも可燃性があります。バッテリーは納品前に安全性テストが行われていますが、携帯電話のバッテリー爆発のニュースが頻繁に報告されています。

最近、ノースカロライナ大学チャペルヒル研究者(UNCChapelHill)から、ペルフルオロポリマーポリエーテル(パーフルオロポリエーテル)と呼ばれるテストで、材料が缶とリチウム塩溶液であることがわかりました。これは、導電性の特性を実現できることを意味します。研究者のドミニカウォンは、「ほとんどのポリマーは塩が溶解しているが、この種の材料は溶解している可能性がある」と説明している。重要なのは、可燃性がないことです。

略して過フッ素化ポリエーテルPFPEは一種の常温液体ポリマーであり、潤滑剤空間の機械装置として数十年使用され、優れた熱および酸化安定性を備えています。なぜPFPEポリマーはリチウムイオン電池の熱安定性を大幅に向上させることができると思いますか?最初に、リチウム電池の単純な放電原理、つまりマイナスからプラスへのリチウムイオンを理解する必要があります。つまり、携帯電話、ラップトップ、電気自動車の電池では、充電するための放電に加えて、リチウム電池では電解液も必要です。電解質イオンは一般にポリ酸エチルエステル(DMC)が豊富です。

リチウム電池は安定しておらず、その理由はDMCにあります。この種の材料の室温でも可燃性であると、研究チームの責任者であるJosephDeSimoneは、「彼ら(DMC)ガソリンは嘘の最初のいとこです」と述べました。電気自動車が衝突すると、バッテリーに火がなくてもバッテリーが発火しやすく、車全体が「リアクター」になります。 DMC電解質の代わりにPFPEを作ることができれば、理論的にはバッテリーの安定性が大幅に向上します。実際、DeSimoneチームは、DMC融着を備えたPFPEをリチウム電池の電解質として一般的に使用し、熱を大幅に向上させるだけではないことを発見しました。バッテリーの安定性と同時に、伝導効率も大幅に向上します。

DeSimoneはまた、リチウム空気電池で説明するために特別に用意されています。リチウムイオン電池は電池の中で最も高いエネルギー密度の1つであるため、リチウム空気には欠陥があり、一般的な電池の電解質は酸素と互換性がありません。PFPEはこの問題の解決に役立つ可能性があります。このように、エネルギー密度とガソリン同じレベルのリチウム空気電池では、実用的なものはそれからさらに離れます。

では、PFPE電解質電池は、性能の熱安定性にどのような影響があるのでしょうか。テストした研究者は、セルが電気自動車のパワーバッテリーなどの性能に対して-90℃から200℃の温度範囲に耐えることができることを示しましたが、リチウムイオンバッテリーの耐性範囲の温度は-20℃と60℃であり、温度は低すぎる、高すぎる、その導電性能力は割り引かれます。

コマーシャルはまだ遠いですが、少なくとも私たちにとってPFPE電解質バッテリーは、電気自動車のバッテリーと電気伝導率を証明していますが、熱安定性は完全に解決策を見つけることができます。

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