作為電動(dòng)汽車(chē)的前沿，它們?nèi)匀蝗菀资艿街旅觞c(diǎn)的影響-這是給予動(dòng)力的源頭。

在電動(dòng)車(chē)輛，鋰離子電池或鋰離子電池中使用的常見(jiàn)類(lèi)型的電池之一易于由于碰撞或施加在車(chē)輛上的其他主要沖擊而著火或爆炸。這種影響會(huì)導(dǎo)致電極內(nèi)部短路。小火可以通過(guò)“熱失控”擴(kuò)散到整個(gè)電池和汽車(chē)的其他部分。

“雖然已經(jīng)對(duì)電池的熱管理做出了重大努力，但近期電動(dòng)車(chē)事故中的電池火災(zāi)和爆炸引起了公眾的極大關(guān)注，”大學(xué)高分子科學(xué)副教授于竺博士說(shuō)。阿克倫(UA)。“在大多數(shù)情況下，電池在正常使用情況下不會(huì)被點(diǎn)燃，例如通過(guò)大的外部沖擊或撞擊。”

朱和他在UA高分子科學(xué)與高分子工程學(xué)院的研究生團(tuán)隊(duì)正致力于通過(guò)制造剪切增稠電解質(zhì)來(lái)提高鋰離子電池的安全性-這種電解質(zhì)在電池的陽(yáng)極和陽(yáng)極之間會(huì)在沖擊下變厚。陰極將具有抗沖擊性，因此在發(fā)生碰撞時(shí)不會(huì)引起火災(zāi)或爆炸。在正常條件下，新型電解質(zhì)保持柔軟。

該小組的研究由朱博士領(lǐng)導(dǎo)。學(xué)生KeweiLiu最近在“電源雜志”上發(fā)表文章：“用于安全鋰離子電池的剪切增稠液抗沖擊電解液”。

“在用于電動(dòng)汽車(chē)的鋰離子電池中，陰極和陽(yáng)極被非常軟的膜和液體電解質(zhì)隔開(kāi)，”朱說(shuō)。“簡(jiǎn)單地用固體對(duì)應(yīng)物替換液體電解質(zhì)仍然是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，因?yàn)閮蓚€(gè)電極都是多孔的，它們需要液體來(lái)填充毛孔并接觸。我們的想法是你仍然可以在正常情況下使用液體狀電解質(zhì)，但是這種液體可以在沖擊下提高自身的機(jī)械強(qiáng)度。因此，我們開(kāi)發(fā)了一種剪切增稠電解液。“

可以把它想象成淀粉和水的混合物。你可以把手伸進(jìn)去，慢慢攪拌淀粉和水，同時(shí)感覺(jué)抵抗力很小。但是，如果你提高攪拌速度，你將會(huì)大大感受到更大的阻力。實(shí)際上，保齡球可以從玉米淀粉和水混合物的表面反彈，在沖擊過(guò)程中表現(xiàn)得像固體。

具有這種性質(zhì)的液體稱(chēng)為膨脹劑，一種非牛頓流體。如果電解質(zhì)也是膨脹劑，它將防止電池在外部沖擊下短路。然而，形成剪切增稠電解質(zhì)比混合玉米淀粉和水困難得多，因?yàn)殡娊赓|(zhì)的組成復(fù)雜，由不同的離子，溶劑和各種添加劑組成。

“在我們的初步研究中，”朱說(shuō)，“我們證明了改性的低成本玻璃纖維填料可以生產(chǎn)我們正在尋找的剪切增稠電解質(zhì)，這與商用鋰離子電池兼容并且顯示出改善的抗沖擊性。“

來(lái)自朱氏集團(tuán)的視頻展示了不同速度的子彈影響常規(guī)液體電解質(zhì)和剪切增稠電解質(zhì)。剪切增稠電解質(zhì)吸收了動(dòng)能并顯著減慢了移動(dòng)的子彈。

“與傳統(tǒng)的液體電解質(zhì)相比，剪切增稠電解質(zhì)不會(huì)顯著降低鋰離子電池的性能，”朱說(shuō)。“在沖擊過(guò)程中，剪切增稠電解質(zhì)會(huì)立即表現(xiàn)得像固體一樣，并且由于剪切增稠效應(yīng)而產(chǎn)生更大的力來(lái)抵抗外部沖擊。這種解決方案是對(duì)電池組外部熱管理系統(tǒng)的補(bǔ)充，這通常不足為了應(yīng)對(duì)突然的影響“

朱說(shuō)，改進(jìn)鋰離子電池的研究相對(duì)較新，特別是用于電動(dòng)汽車(chē)。他補(bǔ)充說(shuō)，剪切增稠電解質(zhì)可以有其他利基用途，例如防彈儲(chǔ)能裝置。