新型锂电池以塑料为材质

时间：2020-07-19

新型锂电池以塑料为材质

美国斯坦福大学研究人员研制了一种新型锂离子电池，**实现温度升高时自动断电，温度降低时自动恢复，可望解决各种电器内锂离子电池易于起火的难题。

这项研究由斯坦福大学化学工程学教授鲍哲南及化学工程系、材料科学系多名教师、博士后研究人员等参与。鲍哲南曾入选英国《自然》杂志2015年度对**科学界产生重大影响的**人物。

鲍哲南介绍，“我们所设计的电池是**，在不断加热、继而冷却的循环内，可以完全关闭、继而恢复，而不损失性能。”

典型锂离子电池由两个电极与一种液体或者凝胶体电解液构成，由电解液在两个电极之间输送带电粒子。电池如果破损、短路或者充电过量，会生成热;如果温度达到大约150摄氏度，电解液可能会燃烧，进而引发爆炸。

新型电池以塑料为材质，嵌入细微金属镍颗粒，而颗粒表面有尖刺，尺度以纳米衡量。研究人员在带有尖刺的镍颗粒上覆以石墨烯，即厚度相当于一个原子的碳，继而把这些颗粒嵌入一层弹性聚乙烯薄膜。薄膜与电池的一个电极附着，承载电池所输出的电流。如果薄膜导电，镍颗粒上的尖刺需要物理“搭接”在一起。一旦温度升高，热膨胀状态下，聚乙烯薄膜延展，镍颗粒之间距离加大，薄膜不再导电，电池就会无法输出电能。

实验中，研究人员把电池加热至**过70摄氏度，聚乙烯薄膜作气球状膨胀，带有尖刺的镍颗粒分离，电池断电;把温度降回70度，聚乙烯薄膜收缩，镍颗粒尖刺恢复接触，电池恢复供电。

研究人员认为，根据嵌入颗粒的多少或者聚合物(薄膜)材料类型的不同，可以设置断电温度，如可实现电池在50摄氏度或者100摄氏度时断电。

分析得出，废铝塑复合膜由两种和更多种均质高聚物可用共挤出法制取多层膜--这只是工业中应用的复合膜的一种形式。一般说来，属于复合膜的有这样一些制品：其中的高聚物C49或敷在各种带状的织物、纸，高聚物、金属及其它基材上(有高聚物涂层的废铝塑复合膜材料)，或将上述基材(复合膜，材料)结合在一起，并使其粘牢，或同时挤出双层或多层膜(多层共挤出膜)，或在本身结构中有增强的织物，金属、高聚物及其它补强的骨架(增强薄膜、材料)。对复合膜的要求如此之高，以致为满足这些要求实际上需将两种、三种、有时是将上述所有形式的废铝塑复合膜集合于一个制品之中。由多层，多元膜制成的制品，其厚度达0.5mm或更厚。

废铝塑复合膜，也称“铝塑膜”，是软包锂离子电池的外包装材料，是由多种塑料、铝箔和粘合剂组成的高强度、高阻隔多层复合材料，技术上要求比较苛刻。铝塑膜是锂电池材料中壁垒较高的技术环节，那么，目前**范围内铝塑膜的生产是怎样一个布局?新能源汽车扶持政策再次加码，作为生产锂电池材料废铝塑复合膜膜的重头公司紫江企业再次涨停。两周累计涨幅**过50%，让铝塑膜这一概念浮上水面，铝塑膜是废旧锂电池回收材料中进口壁垒较高的。

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