手機電池爆炸?這種事經常在新聞出現(xiàn)。而最近屢見報端的懸浮滑板自燃或者爆炸事件的主要原因也都是因為鋰電池過熱，這不禁讓人擔心鋰電池的安全性——雖然這種事并不總是發(fā)生，但萬一這個“不定時炸彈”真的爆炸了呢?
但是最近美國科學家研制出的新型鋰電池則徹底解決了這個問題。斯坦福大學的研究者們發(fā)明了世界上第一款可以在過熱之前自動罷工的鋰電池，并且它能在溫度下降后馬上恢復工作。
傳統(tǒng)的鋰電池有一對電極和液體或者膠狀電解液組成，帶電粒子在它們之間同行。但是，如果由于故障或者過量充電導致電池的溫度達到了150攝氏度，電解液就會著火并引發(fā)爆炸，由此引發(fā)了無數(shù)杯具。
化學工程師Zhenan Bao說：“我們已經設計出第一款這樣的鋰電池，在受熱和冷卻時能自動停止工作和激活，反復循環(huán)卻不影響性能。”
這并非研究者們首次嘗試在鋰電池上安裝熔斷機制以避免過熱造成的危險。之前的實驗中，人們使用了阻燃劑和銅分離器預防潛在的火災危險。研究者之一Yi Cui說：“不幸的是，這些技術對電池造成的影響是不可逆的，過熱之后，電池就廢了。”
對比之下，這種新方法的好處在于它能自動反應，而且重復生效。這種材料由極微小的鎳粒子組成，表面突出著納米級的小刺。這些粒子被石墨烯包裹，被嵌入到一片有彈性的基乙烯薄膜中。
領導研究的Zheng Chen說：“我們把聚乙烯膜貼到電極的一端，從而電流可以穿過它。在導電狀態(tài)下，帶刺的微粒是彼此接觸的。但是在熱脹過程中，聚乙烯膜會拉伸，于是微粒之間就分開了，薄膜就不導電了，電流也就中斷了。”
在實驗中，研究者們用熱風槍給電池加熱。當電池達到70攝氏度時，聚乙烯薄膜就擴張了，電池罷工，溫度一旦下降，薄膜就自動收縮，電池又恢復工作。
根據(jù)研究者的介紹，溫度的閥值可以根據(jù)聚合物材料的粒子組成情況進行設定，從而電池傳導和不傳導的溫度可以更低或者更高。
這項發(fā)明發(fā)表在《自然》雜志上，不僅僅會解決懸浮滑板的問題，而且能讓所有鋰電池驅動的設備避免過熱的風險，包括智能手機，平板和筆記本。
Cui說：“相比以前的方法，我們的設計更加可靠，快速，而且可以循環(huán)使用。既保證了電池性能，又能提供安全性。在未來的電池應用中，這項技術大有可為。”
