韓國開發熱穩定性分析技術 測電池起火風險

2020-12-23 東方財富網

原標題：韓國開發熱穩定性分析技術 測電池起火風險

　　據外媒報導，為了探究電池起火原因，韓國研究人員開發了一種新分析方法，以評估電動汽車電池的熱穩定性。

　　韓國科學技術研究所(KIST)的研究團隊構建實時分析平臺，利用透射電子顯微鏡，評估電池正極材料的熱穩定性。通過該平臺，並根據高鎳正極材料中的化學成分變化，確定電動汽車電池的熱降解機理。該團隊由KIST儲能研究中心的Wonyoung Chang博士及KIST全北分院碳複合材料研究中心的Seung Min Kim博士領導。

　　電動汽車電池中的正極材料是決定電池容量和續航裡程的關鍵因素之一，由鎳、鈷、鋁或鎳、錳、鈷等多種金屬按特定比例混合製造而成。因此，研究人員致力於尋找其最佳混合比例，以提升電動汽車的續航裡程。正極材料中的鎳含量與電池容量有直接關係。此外，因為鎳比鈷相對便宜，所以添加更多的鎳，可以降低電池的單位成本。然而，鎳的致命弱點是很容易對外部環境做出反應，進而降低電池穩定性。在當前正在開發的用於第三代EV的正極材料中，鎳含量已經提高到80%或更高，因此必須考慮如何提高電池穩定性，以確保安全。

　　電池起火的主要原因在於，帶電氧基正極材料和易燃電解液之間的劇烈放熱反應。在這種情況下，KIST團隊專注於研究與電解質接觸的正極表面，並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構，以及由溫度升高引起的化學成分變化。因此，可以根據NCA(鎳、鈷、鋁)正極材料中的化學成分，以及構成元素所起的作用，來確定電池熱穩定性降低的原因，從而確保電池安全。

　　KIST的研究團隊探討，相對於NCA正極材料中的鋁含量，增加鎳含量是否會提高電池容量，然而，他們發現，在達到充電上限(總鋰離子的67%發生反應)時，這會使熱穩定性顯著降低。分析表明，缺少鋁參與氧化還原反應，會導致充電過程中形成新相(O1相)，並降低熱穩定性。新的不穩定相表面被發現是降低熱穩定性的根本原因。KIST的Wonyoung Chang 博士表示：「在很多情況下，電動汽車起火的原因在於電池。通過本項研究可以看出，在開發高性能正極材料時，能夠確保熱穩定性的化學成分設計具有重要意義。」

　　KIST全北分院的Seung Min Kim博士表示：「正極材料是放熱反應開始的地方，確保其熱穩定性，是推廣電動汽車的關鍵。這項研究中開發的先進分析技術，將有助於探討微量元素起到的作用，促進開發高性能正極材料，並提高電池安全性。」

（文章來源：蓋世汽車）

(責任編輯：younannan)

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