韓國(guó)開(kāi)發(fā)熱穩(wěn)定性分析技術(shù) 測(cè)電池起火風(fēng)險(xiǎn)

　　據(jù)外媒報(bào)道，為了探究電池起火原因，韓國(guó)研究人員開(kāi)發(fā)了一種新分析方法，以評(píng)估電動(dòng)汽車(chē)電池的熱穩(wěn)定性。

　　韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究所（KIST）的研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建實(shí)時(shí)分析平臺(tái)，利用透射電子顯微鏡，評(píng)估電池正極材料的熱穩(wěn)定性。通過(guò)該平臺(tái)，并根據(jù)高鎳正極材料中的化學(xué)成分變化，確定電動(dòng)汽車(chē)電池的熱降解機(jī)理。該團(tuán)隊(duì)由KIST儲(chǔ)能研究中心的Wonyoung Chang博士及KIST全北分院碳復(fù)合材料研究中心的Seung Min Kim博士領(lǐng)導(dǎo)。

　　電動(dòng)汽車(chē)電池中的正極材料是決定電池容量和續(xù)航里程的關(guān)鍵因素之一，由鎳、鈷、鋁或鎳、錳、鈷等多種金屬按特定比例混合制造而成。因此，研究人員致力于尋找其最佳混合比例，以提升電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程。正極材料中的鎳含量與電池容量有直接關(guān)系。此外，因?yàn)殒嚤肉捪鄬?duì)便宜，所以添加更多的鎳，可以降低電池的單位成本。然而，鎳的致命弱點(diǎn)是很容易對(duì)外部環(huán)境做出反應(yīng)，進(jìn)而降低電池穩(wěn)定性。在當(dāng)前正在開(kāi)發(fā)的用于第三代EV的正極材料中，鎳含量已經(jīng)提高到80%或更高，因此必須考慮如何提高電池穩(wěn)定性，以確保安全。

　　電池起火的主要原因在于，帶電氧基正極材料和易燃電解液之間的劇烈放熱反應(yīng)。在這種情況下，KIST團(tuán)隊(duì)專(zhuān)注于研究與電解質(zhì)接觸的正極表面，并利用各種透射電子顯微鏡方法，如電子能量損失譜和電子衍射，密切觀察和分析正極的晶體結(jié)構(gòu)，以及由溫度升高引起的化學(xué)成分變化。因此，可以根據(jù)NCA(鎳、鈷、鋁)正極材料中的化學(xué)成分，以及構(gòu)成元素所起的作用，來(lái)確定電池?zé)岱€(wěn)定性降低的原因，從而確保電池安全。

　　KIST的研究團(tuán)隊(duì)探討，相對(duì)于NCA正極材料中的鋁含量，增加鎳含量是否會(huì)提高電池容量，然而，他們發(fā)現(xiàn)，在達(dá)到充電上限（總鋰離子的67%發(fā)生反應(yīng))時(shí)，這會(huì)使熱穩(wěn)定性顯著降低。分析表明，缺少鋁參與氧化還原反應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致充電過(guò)程中形成新相(O1相)，并降低熱穩(wěn)定性。新的不穩(wěn)定相表面被發(fā)現(xiàn)是降低熱穩(wěn)定性的根本原因。KIST的Wonyoung Chang 博士表示：“在很多情況下，電動(dòng)汽車(chē)起火的原因在于電池。通過(guò)本項(xiàng)研究可以看出，在開(kāi)發(fā)高性能正極材料時(shí)，能夠確保熱穩(wěn)定性的化學(xué)成分設(shè)計(jì)具有重要意義。”

　　KIST全北分院的Seung Min Kim博士表示：“正極材料是放熱反應(yīng)開(kāi)始的地方，確保其熱穩(wěn)定性，是推廣電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵。這項(xiàng)研究中開(kāi)發(fā)的先進(jìn)分析技術(shù)，將有助于探討微量元素起到的作用，促進(jìn)開(kāi)發(fā)高性能正極材料，并提高電池安全性?！?/P>