让锂电池具备‘刹车’功能以防起火

锂离子（Li-ion）电池由于可以在小空间储存大量能量，因此可以为诸多设备供电，从智能手表到电动汽车等。然而，当锂电池过热时，很容易着火甚至爆炸。最近有一种新技术提供了一种可能的解决方案，这种新技术可以快速地制动锂离子电池，在电池过热时将其关闭。

在许多电池中存在的化学物质基本相同。电子从电池中的一个电极通过电路中的电子器件，然后流到电池的另一个电极。但在锂离子电池中，分离这些电极的电解质液体在过热时会蒸发，从而导致短路。在某些情况下，短路会导致热失控，这会让电池不断地进行自我加热的过程。当多个锂离子电池连接在一起时，例如在电动汽车中，热失控可能会从一个单元蔓延到另一个单元，最后导致非常大的、难以扑灭的火灾。

为了防止这种情况，一些电池现在具有了故障安全功能，例如外部通风口、温度传感器或阻燃电解质。但这些措施通常要么起作用太晚，要么损害电池性能。因此，Yapei Wang、Kai Liu和他的同事们想要制造一种锂离子电池，这种电池可以快速关闭，但也可以像现有技术一样工作。

研究人员使用了一种热响应形状记忆聚合物，上面覆盖有导电铜喷雾以形成一种材料，这种材料在大多数时间都能传输电子，但在过热时会转变为绝缘体。在大约197华氏度时，嵌入到聚合物中的微型3D图案出现，阻隔了铜层并停止了电子的流动。这样可以永久关闭电池，防止了发生火灾的潜在可能。

然而，在这种温度下，传统电池仍在运行，如果再次变热，就会面临热失控的风险。在正常工作温度下，使用新型聚合物的电池保持了高导电性、低电阻率和与传统电池相似的循环寿命。研究人员表示，这项技术可以使锂离子电池更安全，而不必牺牲其性能。