锂电池技能要害打破短路折叠水淹火烧碰击都不怕

编者按：本文来自微信大众号“量子位”（ID:QbitAI），作者：晓查 郭一璞，36氪经授权发布。

Bong！

锂电池爆破，真是太风险了。

小则损害资产，大则影响生命安全。

可是，谁让它能量密度大呢？总不能为了玩手机，扛个铅酸电池出门吧。

但是现在，状况有了起色。

约翰霍普金斯大学运用物理试验室科学家Konstantinos Gerasopoulo的团队，发明了一种新的锂电池。

在坚持功能的前提下，这种新电池不怕水泡、不怕火烧、不怕折叠或重击，乃至能像纸片相同随意裁剪随意折叠，即便短路也还能继续运用。

要是它能遍及，你或许就再也看不到“xx品牌手机爆破”的新闻了。

这简直是消费电子行业大救星，机场安检人员的福报啊。

乃至，连一贯严厉的媒体《连线》都用了“Invincible”无敌这个词来点评它。

短路折叠水淹火烧碰击都不怕

这种新的锂电池最逆天的特点，便是：

耐操。

首要，一般电池一旦被短路，作废算好的，没爆破着火都是福大命大。

但这种新电池，短路之后，你把它短路的当地断开，它不只不会发作风险，乃至还能继续充放电循环将近100小时。

简直是原地满血复生啊！

并且，在地球上的绝大多数恶劣环境下，这种新电池都能撑得住，不只不会像传统锂电池相同爆破，能确保安全；乃至还能继续作业供电。

比方说，被折叠的时分，它原本便是软的，你能够随意戏弄，把它团成球、搓成卷，设置成任何形状，乃至装在衣服里边都没问题。

并且，这种新电池也不怕外部损坏，用剪刀剪掉一块，再放进盐水里，它不会被剪坏，还耐腐蚀，仍然能够供电。

已然不怕盐水，那把它装在用于水下的勘探设备里也是非常可行的了。

乃至，在模仿弹道碰击的试验里，电池仍然能确保工作。

这就再也不需要过多的忧虑电池下跌或许遭到碰击时着火了，有了这个特性，它将来或许能用在军事设施上，成为即便在刀光剑影中能够工作的设备。

乃至你简略粗犷的直接放火烧也没啥问题。

研究人员直接把电池烧焦，然后把烧焦的部分剪下来，剩余的部分还能继续运用100小时。

不怕水，不怕火，不怕碰击，不怕短路，真是打不死的小强。

中心隐秘在哪里？

那么，为什么这款电池这么强悍，还不会起火爆破呢？

形成传统锂电池起火最重要的一个原因便是电解质。

由于锂的活性很高，运用锂离子的电池的时分，咱们应该将正负极分脱离。假如它们之间的隔阂遭到外力作用被刺穿，将会形成短路。

而锂电池的电解质一般是易燃有毒的有机溶剂，很快在短路发作的巨大热量下焚烧起来。

为防止锂电池起火，科学家们想出了各种办法，比方不可燃的水替代有机电解质，价值却是丢失电池的功能。

用水做电解质的锂电池电压低、能量密度低，一般电压不超越2V，能量密度不超越70Wh/kg。原因就在于电池的水实在太多了。所以怎么下降这种电池中的水含量成了关键问题。

近年来，科学家们发现了一种在水中溶剂度极高的锂盐，叫做“双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂”（LiTFSI），能够将电池的安稳放电窗口提高到3.0V。

由于溶液中盐的含量乃至超越了水，所以被叫做“盐包水”电池（WiS或WiBS）。

来自约翰霍普金斯大学的科学家们发现，还能够进一步打破“盐包水”电池的极限。他们把锂盐溶液放在一种聚丙烯酸类的凝胶中。

用一种凝胶的物质奇妙地处理了这样的一个问题。

聚丙烯酸是一种特别能“藏水”的聚合物，在生活中也很常见，咱们玩的五颜六色吸水珠，主要成分便是它。

当然，电池里的物质不是吸水珠，而是由聚丙烯酸酯为前体，用紫外光照耀使之聚合，生成的MPEGA和PEGDA交联体。

由于这种物质中含有很多的羟基，能够把锂盐水溶液锁在其间。

将凝胶电池进一步处理后得到的浓缩凝胶盐包水电池（C-W-GPE）的问题放电窗口已达到了4.1V，和咱们现在手机遍及运用的电池适当。

运用还待落地

当然，还没到立刻运用的时分。

这种新式电池，还需要进一步的技能提高，由于现在只能充放电循环100次，研究人员们预备调整一下电解质来处理这样的一个问题。

有意思的是，就在2019年，锂电池的发明者Goodenough——“棒的很”老爷子，也获得了2019年诺贝尔奖。

可是在锂电池进化的这条道路上，咱们还有很长的路要走。

光是正极资料就有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元资料等，每种资料的安全性、寿数、能量密度各有不同，不同厂家都在开展自己的技能。

针对锂电池的安全性就有不同的处理方案，JHU的这种办法并非着眼于正负极资料，而是将电解质换成安全性更高的凝胶，更难能可贵的是电池在阅历各种损坏时也不会发作风险，乃至之后还能正常运用……

这就给广阔依靠锂电池的产品和设备，带来了福音。

特别是电动车，锂电池的“安全感”，始终是车主和乘客最忧虑的环节。

但现在，全部开端不同了。

你等待吗？