防過熱燃燒 科學家推新鋰電池

莊瑞萌 2014/02/14 20:21 點閱 3421 次
美國科學家發現一種可以取代鋰離子電池的替代材料,將可以防止電池過熱燃燒的意外事故。(photo by  Intel Free Press on Flickr- used under Creative Commons license)
美國科學家發現一種可以取代鋰離子電池的替代材料,將可以防止電池過熱燃燒的意外事故。(photo by Intel Free Press on Flickr- used under Creative Commons license)

【台灣醒報記者莊瑞萌綜合報導】美國北卡羅來納大學的科學家的,發現一種稱為「全氟聚醚」的材料,可以取代鋰離子電池電解液中的化合物物質,其耐低溫與高溫的特點,可減少傳統電池出現過熱燃燒的缺點,未來科學家將進一步測試其導電性與充電壽命,如果成功,可望打造出耐高熱且不易燃的新一代鋰電池。

北卡羅來納大學科學家迪賽蒙一開始研究「全氟聚醚」(perfluoropolyether)如何能讓船隻底部不會附著海洋生物,卻因緣際會發現這種物質可取代目前鋰離子電池中電解液的化合物,不僅全氟聚醚化學結構與鋰離子電池電解液類似,經測試結果可在高溫達攝氏200度,低溫零下90度呈現穩定,因此成為最適合電池安全材料的不二之選。

迪賽蒙表示,「市場上對於鋰離子電池需求相當高,但要求安全性的呼聲更高,但從來沒有人想過要用全氟聚醚作為材料。」

一般全氟聚醚在過去大多使用於工業器具作為潤滑液,未來科學家將進一步研究使用於電池中的導電性與充電壽命,如果成功,不只可提升電子產品電池安全性,也可望進一步應用在海洋及太空研究領域,包括海洋與太空等條件嚴苛環境,也可以出現新電池的蹤影。

鋰離子電池燃燒問題,常見於手機及筆電電池,電池燃燒或爆炸原因,通常與所謂「熱散逸」(thermal runway)有關,因為據美國卡內基美隆大學機械工程助理教授維斯瓦納森表示,電池充電時一但熱量產生速率大於熱量散逸速率,便會造成電池溫度上升,密封的電池可能因此造成爆炸。

根據統計,自2002年起,全球已有超過40件因鋰離子電池問題的商品遭到回收,去年11月,美國特斯拉電動車Tesla Model S發生燃燒,去年波音787客機也因2架客機電池過熱問題而暫時停飛,今年1月,一架波音787客機再度傳出鋰離子電池冒煙,造成波音股價因此下滑。

電池安全性值得重視,因此未來能開發更安全甚至便宜的電池,不只消費者關心,業者同樣引頸期盼。

鋰離子電池原理影片,可見
本次研究結果刊登在《 Proceedings of the National Academy of Sciences》期刊。