화재 예방을 위해 리튬 이온 배터리에 제동을 걸다

[아름이]

화재 예방을 위해 리튬 이온 배터리에 제동을 걸다
날짜:
2022년 11월 14일
원천:
미국화학학회
요약:
리튬 이온(Li-ion) 배터리는 작은 공간에 많은 양의 에너지를 저장할 수 있기 때문에 스마트 시계에서 전기 자동차에 이르기까지 모든 것을 구동하는 데 사용됩니다. 그러나 과열되면 불이 붙거나 폭발하기 쉽습니다. 그러나 최근 연구에서는 리튬 이온 배터리에 신속하게 제동을 걸어 너무 뜨거워지면 배터리를 종료할 수 있는 새로운 기술로 가능한 솔루션을 제공합니다.

리튬 이온(Li-ion) 배터리는 작은 공간에 많은 양의 에너지를 저장할 수 있기 때문에 스마트 시계에서 전기 자동차에 이르기까지 모든 것을 구동하는 데 사용됩니다. 그러나 과열되면 불이 붙거나 폭발하기 쉽습니다. 그러나 ACS의 Nano Letters 에 발표된 최근 연구 는 리튬 이온 배터리에 신속하게 제동을 걸어 너무 뜨거워지면 배터리를 차단할 수 있는 새로운 기술로 가능한 솔루션을 제공합니다.

많은 배터리에서 발견되는 화학은 본질적으로 동일합니다. 전자는 배터리의 한 전극에서 다른 전극으로 회로의 전자 장치를 통해 이동합니다. 그러나 리튬 이온 셀에서는 이러한 전극을 분리하는 전해질 액체가 과열되면 증발하여 단락을 일으킬 수 있습니다. 어떤 경우에는 단락으로 인해 셀이 제어할 수 없이 자체적으로 가열되는 프로세스인 열 폭주가 발생할 수 있습니다. 전기 자동차와 같이 여러 개의 리튬 이온 셀이 함께 연결되어 있으면 열 폭주가 한 장치에서 다음 장치로 확산되어 매우 크고 진압하기 어려운 화재가 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 일부 배터리에는 이제 외부 통풍구, 온도 센서 또는 난연성 전해질과 같은 안전 장치 기능이 있습니다. 그러나 이러한 조치는 종종 너무 늦게 시작되거나 성능에 해를 끼칩니다. 그래서 야페이 왕,

연구원들은 전도성 구리 스프레이로 덮힌 열에 반응하는 형상 기억 폴리머를 사용하여 대부분의 경우 전자를 전송하지만 과도하게 가열되면 절연체로 전환되는 재료를 만들었습니다. 약 197F에서 폴리머에 프로그래밍된 미세한 3D 패턴이 나타나 구리 층을 부수고 전자의 흐름을 멈춥니다. 이것은 셀을 영구적으로 종료했지만 잠재적인 화재를 방지했습니다. 그러나 이 온도에서 기존 전지는 계속 작동하므로 다시 뜨거워지면 열 폭주 위험이 있습니다. 규칙적인 작동 온도에서 새로운 폴리머를 사용한 배터리는 높은 전도성, 낮은 저항 및 기존 배터리 셀과 유사한 사이클 수명을 유지했습니다.

저자는 중국 국립 자연 과학 재단, 칭화 대학-중국 석유 화학 회사 녹색 화학 공학 공동 연구소 및 칭화-포산 혁신 특별 기금의 자금 지원을 인정합니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/