LG化学的突破性材料可让电动汽车电池爆炸风险降低50%

LG 化学开发出一种创新的热失控抑制材料，可大大降低锂离子电池起火的风险。 热失控是电池起火的一个主要原因，当电池内部的阳极和阴极无意中相互接触时就会发生热失控。 这种相互作用会造成短路并产生大量热量，通常会导致火灾。

“当电池内部的阴极和阳极意外直接接触时，就会发生热失控，造成短路并产生热量。在几秒钟内，温度就会上升到近1,000°C（1,832°F），”该公司在新闻稿中表示。

为了应对这个问题，LG化学推出了一种称为安全强化层 (SRL) 的温度回应材料。

“这种热失控抑制材料预计能有效防止火灾，方法是在过热的早期阶段快速阻断反应路径，”新闻稿指出。

这种复合材料正式名称为安全强化层（SRL），厚度仅为一微米，约为头发丝厚度的 1/100。 它位于电池的阴极层和集电体（铝箔，作为电子的通路）之间，起到温度敏感保险丝的作用。

SRL的作用就像一个智能保险丝。在正常工作温度下，它允许电力自由流动。但是，如果电池温度上升到超过安全范围，SRL就会做出反应。

“当电池温度上升到超过正常范围，介于90°C到130°C之间时，这种材料会对热做出反应，改变其分子结构，并有效抑制电流，”研究团队解释说。这可以有效地阻止热失控过程。

此外，SRL可以快速回应任何温度变化。

“这种热失控抑制材料对温度高度敏感，其电阻每上升33.8°F（1°C）就会增加5,000欧姆 (Ω)。该材料的最大电阻比正常温度高1,000倍以上，”新闻稿强调。

此外，该材料是可逆的。一旦温度下降，电阻就会恢复正常，电池就能照常运行。

为了证明SRL的有效性，LG化学进行了广泛的测试。在便携式锂钴氧化物 (LCO) 电池的钉子穿刺测试中，配备SRL的电池都没有起火。

这与标准电池形成鲜明对比，在相同的测试中，只有16%的标准电池没有起火。

在冲击测试中，将22磅（10公斤）的重物掉落在电动汽车用的镍钴锰 (NCM) 电池上，所有标准电池都起火了，但配备SRL的电池有70%没有起火，即使是30%起火的电池，也只有短暂的火焰，很快就熄灭了。

“对3.4-Ah锂聚合物电池的冲击测试表明，SRL将电池爆炸的机率从63%降低到10%，”LG化学研究人员在他们的论文中报告说。

SRL的开发是LG化学的平台技术研发团队和浦项科技大学电池工程系李美娜教授团队合作的成果。LG化学的电池储能部门LG能源解决方案也参与了安全验证过程。

SRL材料可以很容易地集成到现有的电池量产制程中。研究人员已经展示了在集电器上以卷对卷（roll-to-roll）的方式生产SRL，而且生产速度相当快，每天可以生产3英里（5公里）长度的SRL涂层。

“这是一项可在短时间内应用于量产的具体研究成果，”LG化学首席技术官李钟库表示。“我们将加强安全技术，确保客户可以安心使用电动汽车，并有助于提升我们在电池市场的竞争力。”