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为破热逸溃现象 科学家用X射线扫描锂电池

导读: 锂电池过热的时候会烧穿袋子,还会突然燃烧,甚至发生爆炸,这就是热逸溃现象。为了解热逸溃现象,伦敦大学学院的科学家们首次利用同步辐射装置对过热的锂电池进行了扫描,希望借此改进锂电池的设计,提高其安全性。

  锂电池过热的时候会烧穿袋子,还会突然燃烧,甚至发生爆炸,这就是热逸溃现象。尽管少见,但极小的发生概率,就足以让工程师们去探索预防或者预测“火灾”的方法。

  为了解热逸溃现象,伦敦大学学院的科学家们首次利用同步辐射装置对过热的锂电池进行了扫描,希望借此改进锂电池的设计,提高其安全性。用粒子加速器生成的X射线图像,其分辨率远高于常规X光机。他们在Nature Communications的4月28日版次中,详细阐述了他们的发现。

  科学家们先用热风枪将两只充满电的商业锂电池加热(超过250摄氏度),再用帧频为1250的X射线进行成像,并结合热成像进行观察。最后他们观察到了热逸溃前锂电池内部结构的快速崩溃现象。

  他们发现两只电池内部均存在热反应与电化学反应,并且会产生气泡,致使锂电池内部结构变形。在电池内部,高导电性的部分相互接触,导致短路,此时便会出现热爆发现象。

为破热逸溃现象 科学家用X射线扫描锂电池

  之后,电池内的压力快速升高,弹起盖子,氧气的进入会进一步加剧热逃逸;或者电池盖完好,密闭的空间促使热反应迅速完成,热气与熔融材料从电池孔喷射而出。第二种情况下,内部温度甚至会超过1085摄氏度,使铜熔化。

  高频率的充放电、极端状态下的过度充电和充电不足,都会导致锂电池的灾难性故障。研究人员建议在以后的分析中,可以对此进行检测。他们还建议进行刺穿和压碎测试,以帮助设计出更加安全的电池。

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