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中科院发明内置灭火器可防止电池起火和爆炸

盖世汽车刘丽婷 2025-07-17 10:56:31

文章标签：前瞻技术

盖世汽车讯据外媒报道，中国科学院（Chinese Academy of Sciences）研究人员设计了一款锂金属电池的工作原型，该电池内置灭火器，可在电池过热时启动。

图片来源：中国科学院

锂金属电池目前应用有限，但潜力巨大，因为它们的储能能力是锂离子电池的十倍。它们具有高能量密度，这意味着相对于其体积，它们可以存储大量能量。这使得它们成为电动汽车、便携式电子设备以及其他众多高耗能设备的理想选择。

火灾和爆炸风险

然而，存在一个问题。这类电池采用轻质锂金属负极和高压富镍氧化物正极，这种结构会产生易燃气体。如果这些气体在电池中积聚，就可能引发火灾或爆炸。

为了解决这个问题，中科院化学研究所（Institute of Chemistry,）的张颖及其同事在其原型锂金属电池的正极中加入了一种阻燃聚合物。

研究人员在期刊《Proceedings of the National Academy of Sciences》上发表了一项研究成果，将原型电池和标准锂金属电池置于从50°C开始逐渐升高的温度下。当温度超过100°C时，两个电池都开始过热。然而，在原型电池中，特殊聚合物开始分解并释放出化学物质（阻燃自由基），其作用类似于微型灭火器。具体来说，它们抑制了阳极上产生可燃气体的还原反应。

当温度超过120°C时，标准电池会在13分钟内过热至1000°C并起火。与此同时，在相同的实验条件下，采用阻燃聚合物的原型电池峰值温度达到220°C，并且没有起火或爆炸。

研究人员在论文中解释道：“这种智能气体管理策略可同时增强热安全性和电化学稳定性，为实现防火锂金属电池的先进储能应用开辟了一条变革之路。”

更安全的电池

如果这项灭火技术能够大规模应用，它将彻底改变从便携式电子设备、医疗设备到电网储能和电动汽车等各种领域电池的安全现状。通过降低火灾风险，这项突破还能鼓励更多人将高油耗汽车换成电动汽车，因为安全问题是一些人犹豫不决的原因之一。

此外，只需稍加改进，这种阻燃材料就可以利用现有的电池生产方法融入电池中，这有助于加快电池的推广和普及。