記者日前從鄭州大學(xué)獲悉,該校電氣工程學(xué)院副教授金陽(yáng)帶領(lǐng)課題組研究發(fā)現(xiàn),利用氫氣探測(cè)技術(shù)可以快速檢測(cè)鋰離子電池石墨負(fù)極表面微量鋰枝晶析出,當(dāng)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)探測(cè)到氫氣產(chǎn)生時(shí)會(huì)立即切斷充電電源,避免火災(zāi)發(fā)生,實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子電池?zé)崾Э氐脑缙诎踩A(yù)警。研究成果近日發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《焦耳》上。
鋰離子電池具有高能量密度等特點(diǎn),已成為便攜式設(shè)備、電動(dòng)汽車和大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域最具競(jìng)爭(zhēng)力的儲(chǔ)能技術(shù)之一,與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。然而,由于現(xiàn)有商業(yè)化鋰離子電池使用易燃有機(jī)溶劑作為電解液的主要成分,以及鋰離子電池固有的放熱特性,其在過(guò)充或快充的情況下會(huì)產(chǎn)生鋰枝晶,有可能刺穿隔膜,從而引發(fā)熱失控等安全事故。
研究人員通過(guò)搭建的原位光學(xué)和氣體探測(cè)試驗(yàn)平臺(tái)發(fā)現(xiàn),鋰離子電池在過(guò)充早期會(huì)產(chǎn)生氫氣,氫氣來(lái)源于石墨負(fù)極表面析出的金屬鋰和負(fù)極中有機(jī)黏結(jié)劑的自發(fā)反應(yīng),利用這一方法可以探測(cè)微量鋰枝晶的析出。為了進(jìn)一步驗(yàn)證該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的有效性,研究人員在實(shí)際儲(chǔ)能艙中開(kāi)展了鋰離子電池單模組過(guò)充實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,氫氣相比于其他氣體能夠最早被探測(cè)到,且探測(cè)時(shí)間比出現(xiàn)濃煙早639秒,比模組起火早769秒。基于此,研究人員開(kāi)展了更大規(guī)模電池簇過(guò)充預(yù)警實(shí)驗(yàn),在探測(cè)到氫氣的同時(shí)切斷充電電源,沒(méi)有任何可見(jiàn)煙或明火產(chǎn)生,驗(yàn)證了氫氣探測(cè)的安全預(yù)警效果。鑒于電動(dòng)汽車火災(zāi)事故屢見(jiàn)不鮮,給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重危險(xiǎn),急需尋求一種能夠快速有效檢測(cè)鋰枝晶的方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子電池?zé)崾Э氐脑缙诎踩A(yù)警。該研究成果有望應(yīng)用于電動(dòng)汽車和規(guī)?;瘍?chǔ)能電站,防范鋰離子電池火災(zāi)危險(xiǎn)。
原標(biāo)題:氫氣預(yù)警技術(shù)有望防范鋰離子電池火災(zāi)