石墨烯包覆技术降低起火风险

据外媒报道，美国伊利诺伊大学芝加哥工程学院(theUniversityofIllinoisatChicagoCollegeofEngineering)的研究人员发布了一份研究报告，表示石墨烯或许可以从锂离子电池着火时吸走氧气，降低起火风险。

伊利诺伊大学芝加哥工程学院机械和工业工程副教授RezaShahbazian-Yassar表示：“我们认为，如果有一种方法可以防止正极释放的氧气与电池内其他易燃品相结合，就可以降低起火的可能性。”

RezaShahbazian-Yassar

研究结果发现，石墨烯材料就是可行解决方案，石墨烯是一种具有独特性质的超薄碳原子层。Shahbazian-Yassar与他的同事以前曾使用过石墨烯调节锂金属电池电极上积聚的锂。

除了氧原子无法从石墨烯片中渗出，石墨烯还具有强度高、柔韧性好、可导电等优点。他们认为，如果用石墨烯将锂电池的钴酸锂正极颗粒包裹起来，就可能阻止氧气逸出。

首先，研究人员用化学方法改变了石墨烯，使其具有导电性。接下来，他们将钴酸锂正极电极的微小颗粒包裹在导电的石墨烯中。当研究人员使用电子显微镜观察被石墨烯包裹的钴酸锂颗粒时发现，与未包裹石墨烯的颗粒相比，在高温下，释放的氧气明显减少。

接下来，研究人员将被石墨烯包裹的颗粒与粘合材料相结合，形成了一个正极，集成至锂金属电池中。当研究人员测量电池循环过程中氧气释放情况时发现，即使在非常高的电压下，也几乎没有氧气从正极中逸出。即使在200次充放电循环之后，锂金属电池的表现仍然很好。

Sharifi-Asl表示：“与传统的锂金属电池相比，正极包裹了石墨烯的电池在快速循环后仅损失了约14%的容量，而在相同条件下，传统锂金属电池的性能下降了约45%”。

Shahbazian-Yassar表示：“石墨烯是阻止氧气进入电解质的理想材料。该材料不透氧、可导电、具柔韧性、强度高，能够承受电池内部条件。而且其只有几纳米厚，因此不会额外增加电池的质量。我们的研究表明，在正极中使用石墨烯可减少氧气的释放，可能是将电池起火风险显著降低的一种方法，而此类电池可以为手机和汽车提供动力”。