電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
護膚霜能用來干什么？如果你認為它只能潤膚的話，那就真的是OUT了。
最近，護膚霜成功出圈，到科技界給鋰電池研發帶來了新思路，不僅通過水溶性聚合物改善了電池的穩定性，還降低了制造成本和毒性。
居然這么高能？
近日，香港中文大學的研究人員們將護膚霜中常見的水溶性聚合物用于鋰電池的液態電解質。沒想到在改善電池穩定性的同時，還降低了制造成本和毒性。
詳盡來說，該研究團隊選用了一種廉價、安全、環保的水溶性高分子聚合物，也就是聚乙二醇，作為新型水基電解質穩定劑，將鋰電池的穩定性窗口張大到3.2V，提高了電池的穩定性和安全性，即便是在300個充放電周期后都能保持穩定。
與此同時，研究還發現，將聚乙二醇與水、低濃度鋰鹽組合在一起后，不僅降低了制造鋰電池的相對成本，還能將其毒性控制在較低的水平上。
更有意思的是，聚乙二醇并不是一種罕有物，在我們日常使用的護膚霜、牙膏、藥品，甚至常喝的飲料中都有這一成分。
研究團隊表示，這一發現將對設計具有大電壓窗口和高穩定性的液態電解質提供一個新的研發思路，也為鋰電池帶來了更加安全、環保、低成本存儲能量的機會，更甚者它或將幫助新能源產業掙扎電池桎梏。
換句話說，鋰離子電池產業很有可能出現革命性變化。
提升鋰電池穩定性有多緊要？
提到電池安全問題，三星GalaxyNote7電池爆炸絕對稱得上是一個“標志性”事件。而除了手機等移動設備的電池之外，隨著新能源產業的發展，諸如新能源汽車等也正面臨著因電池穩定性不足和制造成本過高、環境污染等諸多問題。
相信很多人都曾看過一個視頻，在上海的一小區的地下車庫中，一輛特斯拉ModelS在未充電的狀態下猛然自燃，連帶停在它旁邊的車輛也全部被燒毀。
無疑，鋰電池是引發這一系列事故的主要源頭。
那么，提升鋰電池的穩定性到底有多難呢？
鋰是當前最為活躍的金屬元素，只要暴露在空氣中就會與氧氣萌生猛烈的氧化和氧化還原反應，也因此一旦鋰電池質量不過關，不僅會自燃，還會因發熱后的熱量積累，發生爆炸。
簡而言之，不論是在充放電過程中，還是靜止狀態下，鋰電池都可能因內部溫度升高，單體電池之間的溫度不平均等原由，引發自燃或爆炸事件，非常不穩定。
多年來為處理這一問題，研發人員先后嘗試了多種手段，例如內置阻燃劑的設計，以便電解質能夠具有更好的抗沖擊破壞的能力；或者采用不會起火的水基電解質，以避免由于水的穩定性問題導致電壓和能量密度偏低等。
但這兩種辦法都各有弊端，前者成本較高，后者則通常需要使用高濃度且有毒的鹽來穩定水分子，會造成環境污染。與此同時，鋰電池的運輸、存儲也都是問題。
此次香港中文大學選用的聚乙二醇，常見、加工成本低，污染性低，緊要的是它具有較高的穩定性，如果最終能夠進入使用階段，將極大的處理鋰電池安全問題。
保障電池安全性，還能做些什么？
以新能源汽車為例，為保障鋰電池安全性，包括特斯拉、蔚來等汽車廠商都先后做了多種嘗試，如特斯拉為汽車配備了數千塊鈷酸鋰離子電池以提供動能，并利用電池管理系統對電池各種物理參數進行實時監測、評估電池使用狀態、并進行在線診斷和預警，還對電池放電與預充進行控制，以及通過液體冷卻均衡管理電池溫度。
又例如蔚來曾表示要強化應急應和機制，增加檢視電池板底板的單獨工作項目，只要車輛進廠保養維修，一律增加以舉升降機將車輛頂起檢視電池板底板的單獨工作項目，汽車進站換電時也會進行人工檢查，一旦發現安全隱患立即免費安全更換電池組。
當然，除了電池及相關產品的研發人員。加工廠商需要重視并盡快提升電池穩定性之外，消費者在日常使用產品的過程中也應增強警戒，并養成定時檢修的習慣，畢竟安全永遠是在第一位的。
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