他，浙大校友，燃料电池领域大佬，发ACS Energy Letters！

顶刊收割机 · 公众号 · · 2024-12-06 08:18

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锂离子电池和下一代锂金属全固态电池的安全性是实现交通全面电气化的最重要障碍。然而，仍然缺乏对电池起火和热失控的定量和可重复性的实验手段，也无法定量主导因素的影响，从而无法定量解决策略的有效性。

在此， 宾夕法尼亚州立大学王朝阳团队 报道了一种高度可重复的实验方法来量化锂离子电池和无负极电池内部短路期间发生的火灾。结合热力学计算，该工作首次揭示了带或不带液体电解质的锂金属电池在内部短路时比锂离子电池更危险：在 1-3 秒的时间内起火，并伴随相等或更大的燃烧热释放。

也就是说所有带有锂金属的全固态电池都是不安全的，未来全固态电池的研发首先需要检查其安全性。最后，作者揭示了正极材料析氧在起火过程中的关键作用，并为开发安全的全固态电池提出了新途径。

图1. 氧化剂对ISC 锂电池安全的影响

总之，该工作通过考虑热输入、燃料和氧化剂来阐明锂电池起火。研究发现，无关何种电解质，所有含有锂金属的电池都有充分条件在 1-3 秒的时间内着火。如此短的火灾发生时间使得Pack层面上安全措施几乎不可能，也就是说必须在电池内部寻找可行的解决方案：包括化学、材料和内部结构。因此，该工作说明解决安全问题应该是全固态电池的第一研发重点。