Abstraktné
Lítium-iónové batérie (LIB) sa považujú za jednu z najdôležitejších technológií skladovania energie.So zvyšujúcou sa hustotou energie batérií sa bezpečnosť batérie stáva ešte kritickejšou, ak sa energia uvoľní neúmyselne.Nehody súvisiace s požiarmi a výbuchmi LIB sa často vyskytujú na celom svete.Niektoré spôsobili vážne ohrozenie ľudského života a zdravia a viedli k početnému stiahnutiu výrobkov zo strany výrobcov.Tieto incidenty pripomínajú, že bezpečnosť je nevyhnutným predpokladom pre batérie a pred budúcou aplikáciou vysokoenergetických batériových systémov je potrebné vyriešiť vážne problémy.Cieľom tohto prehľadu je zhrnúť základy pôvodu problémov s bezpečnosťou LIB a zdôrazniť nedávny kľúčový pokrok v navrhovaní materiálov na zlepšenie bezpečnosti LIB.Očakávame, že tento prehľad bude inšpirovať k ďalšiemu zlepšeniu bezpečnosti batérií, najmä pre vznikajúce LIB s vysokou hustotou energie.
PÔVODY BEZPEČNOSTNÝCH PROBLÉMOV LIB
Organický kvapalný elektrolyt vo vnútri LIB je skutočne horľavý.Jednou z najkatastrofickejších porúch systému LIB je kaskádový tepelný únik, ktorý sa považuje za hlavnú príčinu obáv o bezpečnosť batérie.Vo všeobecnosti k tepelnému úniku dochádza, keď sa exotermická reakcia vymkne kontrole.Keď teplota batérie stúpne nad ~80 °C, rýchlosť exotermickej chemickej reakcie vo vnútri batérií sa zvýši a článok sa ďalej zahrieva, čo vedie k cyklu pozitívnej spätnej väzby.Neustále stúpajúce teploty môžu spôsobiť požiare a výbuchy, najmä pri veľkých batériách.Preto pochopenie príčin a procesov tepelného úniku môže viesť k návrhu funkčných materiálov na zlepšenie bezpečnosti a spoľahlivosti LIB.Proces tepelného úniku možno rozdeliť do troch etáp, ako je zhrnuté vObr.
Obr. 1 Tri fázy procesu tepelného úniku.
Fáza 1: Nástup prehriatia.Batérie sa zmenia z normálneho do abnormálneho stavu a vnútorná teplota sa začne zvyšovať.Fáza 2: Proces akumulácie tepla a uvoľňovania plynu.Vnútorná teplota rýchlo stúpa a batéria podlieha exotermickým reakciám.Fáza 3: Horenie a výbuch.Horľavý elektrolyt horí, čo vedie k požiarom a dokonca k výbuchom.
Nástup prehriatia (1. fáza)
Tepelný únik začína prehriatím batériového systému.Počiatočné prehriatie môže nastať v dôsledku nabitia batérie nad určené napätie (prebitie), vystavenia nadmerným teplotám, vonkajších skratov v dôsledku chybnej elektroinštalácie alebo vnútorných skratov v dôsledku defektov článkov.Medzi nimi je vnútorný skrat hlavným dôvodom tepelného úniku a je relatívne ťažko kontrolovateľný.Vnútorný skrat môže nastať za okolností rozdrvenia článku, ako je prienik vonkajších kovových úlomkov;kolízia vozidla;tvorba lítneho dendritu pri nabíjaní s vysokou prúdovou hustotou, pri podmienkach prebíjania alebo pri nízkych teplotách;a chybné separátory vytvorené počas montáže batérie, aby sme vymenovali aspoň niektoré.Napríklad začiatkom októbra 2013 auto Tesla neďaleko Seattlu narazilo na kovové úlomky, ktoré prerazili štít a batériu.Nečistoty prenikli do polymérových separátorov a priamo spojili katódu a anódu, čo spôsobilo skrat batérie a vznietenie;v roku 2016 boli požiare batérie Samsung Note 7 spôsobené agresívne ultratenkým separátorom, ktorý sa ľahko poškodil vonkajším tlakom alebo otrepami pri zváraní na kladnej elektróde, čo spôsobilo skrat batérie.
Počas fázy 1 sa prevádzka batérie zmení z normálneho na abnormálny stav a všetky vyššie uvedené problémy spôsobia prehriatie batérie.Keď sa vnútorná teplota začne zvyšovať, fáza 1 sa skončí a fáza 2 sa začne.
Proces akumulácie tepla a uvoľňovania plynu (2. fáza)
Keď sa začne fáza 2, vnútorná teplota rýchlo stúpa a batéria prechádza nasledujúcimi reakciami (tieto reakcie neprebiehajú v presne zadanom poradí; niektoré z nich sa môžu vyskytnúť súčasne):
(1) Interfázový rozklad tuhého elektrolytu (SEI) v dôsledku prehriatia alebo fyzického prieniku.Vrstva SEI pozostáva hlavne zo stabilných (ako je LiF a Li2CO3) a metastabilných [ako sú polyméry, ROCO2Li, (CH2OCO2Li)2 a ROLi].Metastabilné zložky sa však môžu exotermicky rozkladať pri približne >90 °C, pričom sa uvoľňujú horľavé plyny a kyslík.Zoberme si (CH2OCO2Li)2 ako príklad
(CH2OCO2Li)2→Li2CO3+C2H4+CO2+0,5O2
(2) Pri rozklade SEI sa teplota zvyšuje a lítium alebo interkalované lítium v anóde bude reagovať s organickými rozpúšťadlami v elektrolyte, pričom sa uvoľnia horľavé uhľovodíkové plyny (etán, metán a iné).Ide o exotermickú reakciu, ktorá ďalej zvyšuje teplotu.
(3) KedyT> ~130°C, separátor polyetylén (PE)/polypropylén (PP) sa začne topiť, čo ďalej zhoršuje situáciu a spôsobuje skrat medzi katódou a anódou.
(4) Nakoniec teplo spôsobí rozklad katódového materiálu oxidu lítneho kovu a vedie k uvoľneniu kyslíka.Zoberme si ako príklad LiCoO2, ktorý sa môže rozkladať už pri ~180 °C nasledovne
Rozpad katódy je tiež vysoko exotermický, čo ďalej zvyšuje teplotu a tlak a v dôsledku toho ďalej urýchľuje reakcie.
Počas fázy 2 sa teplota zvyšuje a kyslík sa hromadí vo vnútri batérií.Proces tepelného úniku pokračuje z fázy 2 do fázy 3, akonáhle sa nahromadí dostatok kyslíka a tepla na spaľovanie batérie.
Horenie a výbuch (3. fáza)
V stupni 3 sa spustí spaľovanie.Elektrolyty LIB sú organické, čo sú takmer univerzálne kombinácie cyklických a lineárnych alkylkarbonátov.Majú vysokú prchavosť a sú vo svojej podstate vysoko horľavé.Ak si vezmeme ako príklad bežne používaný uhličitanový elektrolyt [zmes etylénkarbonátu (EC) + dimetylkarbonátu (DMC) (1:1 hmotnostne)], vykazuje tlak pár 4,8 kPa pri izbovej teplote a extrémne nízky bod vzplanutia. 25° ± 1°C pri tlaku vzduchu 1,013 bar.Uvoľnený kyslík a teplo v stupni 2 poskytujú požadované podmienky na spaľovanie horľavých organických elektrolytov, čím spôsobujú nebezpečenstvo požiaru alebo výbuchu.
V štádiách 2 a 3 prebiehajú exotermické reakcie za takmer adiabatických podmienok.Kalorimetria zrýchlenej rýchlosti (ARC) je teda široko používaná technika, ktorá simuluje prostredie vo vnútri LIB, čo uľahčuje naše pochopenie kinetiky tepelnej nekontrolovanej reakcie.Obrázok 2ukazuje typickú krivku ARC LIB zaznamenanú počas testov tepelného zneužitia.Simuláciou zvýšenia teploty v 2. štádiu externý zdroj tepla zvýši teplotu batérie na počiatočnú teplotu.Nad touto teplotou sa SEI rozkladá, čo spustí ďalšie exotermické chemické reakcie.Nakoniec sa separátor roztopí.Rýchlosť samoohrevu sa potom zvýši, čo vedie k úniku tepla (keď je rýchlosť samoohrievania > 10 °C/min) a spaľovaniu elektrolytu (3. fáza).
Anódou je mezokarbónový mikroguľôčkový grafit.Katóda je LiNi0,8Co0,05Al0,05O2.Elektrolytom je 1,2 M LiPF6 v EC/PC/DMC.Použil sa trojvrstvový separátor Celgard 2325.Upravené so súhlasom Electrochemical Society Inc.
Treba poznamenať, že vyššie uvedené reakcie sa striktne nedejú jedna po druhej v danom poradí.Sú to skôr zložité a systematické problémy.
MATERIÁLY SO ZLEPŠENOU BEZPEČNOSŤOU BATÉRIÍ
Na základe pochopenia tepelného úniku batérie sa skúma mnoho prístupov s cieľom znížiť bezpečnostné riziká prostredníctvom racionálneho návrhu komponentov batérie.V nasledujúcich častiach sumarizujeme rôzne materiálové prístupy na zlepšenie bezpečnosti batérií, pričom riešime problémy zodpovedajúce rôznym štádiám tepelného úniku.
Na vyriešenie problémov v štádiu 1 (začiatok prehriatia)
Spoľahlivé anódové materiály.Tvorba Li dendritu na anóde LIB iniciuje prvú fázu tepelného úniku.Aj keď bol tento problém zmiernený v anódach komerčných LIB (napríklad uhlíkových anód), tvorba Li dendritu nebola úplne inhibovaná.Napríklad v komerčných LIB sa depozícia dendritu vyskytuje prednostne na okrajoch grafitovej elektródy, ak anódy a katódy nie sú dobre spárované.Okrem toho, nesprávne prevádzkové podmienky LIB môžu tiež viesť k usadzovaniu Li kovu s rastom dendritov.Je dobre známe, že dendrit možno ľahko vytvoriť, ak sa batéria nabíja (i) pri vysokých prúdových hustotách, kde je ukladanie kovu Li rýchlejšie ako difúzia iónov Li v objemovom grafite;(ii) v podmienkach prebíjania, keď je grafit preliaty;a (iii) pri nízkych teplotách [napríklad pri teplote okolia (~0 °C)] v dôsledku zvýšenej viskozity kvapalného elektrolytu a zvýšeného difúzneho odporu Li-ion.
Z hľadiska materiálových vlastností je koreňovým pôvodom určujúcim začiatok rastu Li dendritu na anóde nestabilný a nerovnomerný SEI, ktorý spôsobuje nerovnomerné lokálne rozloženie prúdu.Zložky elektrolytov, najmä prísady, boli skúmané na zlepšenie jednotnosti SEI a elimináciu tvorby Li dendritu.Typické aditíva zahŕňajú anorganické zlúčeniny [napríklad C02, LiI, atď.] a organické zlúčeniny obsahujúce nenasýtené uhlíkové väzby, ako sú vinylénkarbonát a maleimidové aditíva;nestabilné cyklické molekuly, ako je butyrolaktón, etylénsulfit a ich deriváty;a fluórované zlúčeniny, ako je okrem iného fluóretylénkarbonát.Dokonca aj na úrovni častíc na milión môžu tieto molekuly stále zlepšiť morfológiu SEI, čím sa homogenizuje tok Li-ion a eliminuje možnosť tvorby Li dendritu.
Celkovo sú problémy s Li dendritom stále prítomné v grafitových alebo uhlíkových anódach a anódach novej generácie obsahujúcich kremík/SiO.Riešenie problému rastu Li dendritu je výzvou, ktorá je rozhodujúca pre adaptáciu lítium-iónových chemikálii s vysokou hustotou energie v blízkej budúcnosti.Je potrebné poznamenať, že v poslednom čase sa značné úsilie venovalo riešeniu problému tvorby Li dendritu v anódach čistého Li kovu homogenizáciou toku Li-iónov počas nanášania Li;napríklad poťahovanie ochrannou vrstvou, umelé inžinierstvo SEI atď. V tomto aspekte by niektoré metódy mohli objasniť, ako riešiť problém uhlíkových anód aj v LIB.
Multifunkčné tekuté elektrolyty a separátory.Kvapalný elektrolyt a separátor zohrávajú kľúčovú úlohu pri fyzickom oddeľovaní vysokoenergetickej katódy a anódy.Dobre navrhnuté multifunkčné elektrolyty a separátory teda môžu výrazne chrániť batérie v počiatočnom štádiu tepelného úniku batérie (1. fáza).
Na ochranu batérií pred mechanickým rozdrvením sa jednoduchým pridaním pyrogénneho oxidu kremičitého do uhličitanového elektrolytu (1 M LiFP6 v EC/DMC) získal tekutý elektrolyt zahusťujúci šmykom.Pri mechanickom tlaku alebo náraze kvapalina vykazuje šmykový zahusťovací efekt so zvýšením viskozity, čím rozptýli energiu nárazu a demonštruje toleranciu voči rozdrveniu (Obr. 3A)
Obr. 3 Stratégie na riešenie problémov v 1. fáze.
(A) Elektrolyt zahusťujúci šmykom.Hore: Pri normálnom elektrolyte môže mechanický náraz viesť k vnútornému skratu batérie, čo môže spôsobiť požiar a výbuch.Dole: Nový inteligentný elektrolyt s účinkom šmykového zahusťovania pod tlakom alebo nárazom demonštruje vynikajúcu toleranciu voči drveniu, čo by mohlo výrazne zlepšiť mechanickú bezpečnosť batérií.(B) Bifunkčné separátory na včasnú detekciu dendritov lítia.Tvorba dendritu v tradičnej lítiovej batérii, kde sa úplné preniknutie lítiového dendritu do separátora zistí až vtedy, keď batéria zlyhá v dôsledku vnútorného skratu.Na porovnanie, lítiová batéria s bifunkčným separátorom (pozostávajúcim z vodivej vrstvy vloženej medzi dva konvenčné separátory), kde premnožený lítiový dendrit prenikne do separátora a dostane sa do kontaktu s vodivou medenou vrstvou, čo vedie k poklesuVCu−Li, ktorý slúži ako výstraha pred hroziacou poruchou v dôsledku vnútorného skratu.Plná batéria však zostáva bezpečne funkčná s nenulovým potenciálom.(A) a (B) sú upravené alebo reprodukované so súhlasom Springer Nature.(C) Trojvrstvový separátor na spotrebu nebezpečných Li dendritov a predĺženie životnosti batérie.Vľavo: Lítiové anódy môžu ľahko vytvárať dendritické usadeniny, ktoré sa môžu postupne zväčšovať a prenikať do inertného polymérového separátora.Keď dendrity konečne spoja katódu a anódu, batéria je skratovaná a zlyhá.Vpravo: Vrstva nanočastíc oxidu kremičitého bola vložená do dvoch vrstiev komerčných separátorov polymérov.Preto, keď lítiové dendrity rastú a prenikajú do separátora, dostanú sa do kontaktu s nanočasticami oxidu kremičitého v sendvičovej vrstve a budú elektrochemicky spotrebované.(D) Obraz sendvičového separátora s nanočasticami oxidu kremičitého zo skenovacej elektrónovej mikroskopie (SEM).(E) Typický priebeh napätia v závislosti od času Li/Li batérie s konvenčným separátorom (červená krivka) a trojvrstvovým separátorom s nanočasticami oxidu kremičitého (čierna krivka) testované za rovnakých podmienok.(C), (D) a (E) sú reprodukované so súhlasom spoločnosti John Wiley and Sons.(F) Schematické znázornenie mechanizmov redoxných kyvadlových prísad.Na prebitom povrchu katódy sa oxiduje redoxná prísada na formu [O], ktorá by sa následne na povrchu anódy difúziou cez elektrolyt redukovala späť do pôvodného stavu [R].Elektrochemický cyklus oxidácia-difúzia-redukcia-difúzia môže byť udržiavaný neobmedzene, a preto blokuje potenciál katódy pred nebezpečným prebitím.(G) Typické chemické štruktúry redoxných kyvadlových prísad.(H) Mechanizmus vypínacích prísad prebíjania, ktoré môžu elektrochemicky polymerizovať pri vysokých potenciáloch.(I) Typické chemické štruktúry prísad preplňovania pri odstavení.Pracovné potenciály aditív sú uvedené pod každou molekulovou štruktúrou v (G), (H) a (I).
Separátory môžu elektronicky izolovať katódu a anódu a zohrávajú dôležitú úlohu pri monitorovaní zdravotného stavu batérie in situ, aby sa predišlo ďalšiemu zhoršovaniu stavu po štádiu 1. Napríklad „bifunkčný separátor“ s trojvrstvovou konfiguráciou polymér-kov-polymér (Obr. 3B) môže poskytnúť novú funkciu snímania napätia.Keď dendrit vyrastie a dosiahne medzivrstvu, spojí kovovú vrstvu a anódu tak, že náhly pokles napätia medzi nimi môže byť okamžite detekovaný ako výstup.
Okrem detekcie bol trojvrstvový separátor navrhnutý tak, aby spotreboval nebezpečné Li dendrity a spomalil ich rast po preniknutí do separátora.Vrstva nanočastíc oxidu kremičitého, vložená do dvoch vrstiev komerčných polyolefínových separátorov (Obr, C a D), môže spotrebovať akékoľvek prenikajúce nebezpečné Li dendrity, čím efektívne zvyšuje bezpečnosť batérie.Životnosť chránenej batérie sa výrazne predĺžila približne päťkrát v porovnaní s konvenčnými separátormi (Obr. 3E).
Ochrana proti prebitiu.Prebíjanie je definované ako nabíjanie batérie nad jej určené napätie.Prebíjanie môže byť spustené vysokou hustotou prúdu, agresívnymi profilmi nabíjania atď., čo môže spôsobiť rad problémov, vrátane (i) usadzovania kovu Li na anóde, čo vážne ovplyvňuje elektrochemický výkon a bezpečnosť batérie;(ii) rozklad katódového materiálu za uvoľnenia kyslíka;a (iii) rozklad organického elektrolytu, pričom sa uvoľňuje teplo a plynné produkty (H2, uhľovodíky, CO atď.), ktoré sú zodpovedné za tepelný únik.Elektrochemické reakcie počas rozkladu sú komplikované, niektoré z nich sú uvedené nižšie.
Hviezdička (*) označuje, že plynný vodík pochádza z protických, opúšťajúcich skupín vytvorených počas oxidácie uhličitanov na katóde, ktoré potom difundujú k anóde, kde sa redukujú a vytvárajú H2.
Na základe rozdielov v ich funkciách možno prísady na ochranu proti prebitiu klasifikovať ako prísady na redoxné kyvadlové a vypínacie prísady.Prvý z nich reverzibilne chráni článok pred prebitím, zatiaľ čo druhý natrvalo ukončí prevádzku článku.
Redox kyvadlové prísady fungujú tak, že elektrochemicky odvádzajú prebytočný náboj vstreknutý do batérie, keď dôjde k prebitiu.Ako je uvedené vObr. 3Fmechanizmus je založený na redoxnej prísade, ktorá má oxidačný potenciál o niečo nižší ako má anodický rozklad elektrolytu.Na prebitom povrchu katódy sa oxiduje redoxná prísada na formu [O], ktorá by sa následne po difúzii cez elektrolyt na povrchu anódy redukovala späť do pôvodného stavu [R].Potom môže redukovaná prísada difundovať späť ku katóde a elektrochemický cyklus „oxidácia-difúzia-redukcia-difúzia“ môže byť udržiavaný na neurčito, čím sa uzamkne potenciál katódy pred ďalším nebezpečným prebíjaním.Štúdie ukázali, že redoxný potenciál prísad by mal byť asi 0,3 až 0,4 V nad potenciálom katódy.
Bola vyvinutá séria aditív s dobre prispôsobenými chemickými štruktúrami a redoxným potenciálom, vrátane organokovových metalocénov, fenotiazínov, trifenylamínov, dimetoxybenzénov a ich derivátov a 2-(pentafluórfenyl)-tetrafluór-1,3,2-benzodioxaborolu (Obr. 3G).Prispôsobením molekulárnych štruktúr je možné aditívne oxidačné potenciály vyladiť nad 4 V, čo je vhodné pre rýchlo sa rozvíjajúce vysokonapäťové katódové materiály a elektrolyty.Základný princíp konštrukcie zahŕňa zníženie najvyššieho obsadeného molekulárneho orbitálu aditíva pridaním náhrad odoberajúcich elektróny, čo vedie k zvýšeniu oxidačného potenciálu.Okrem organických prísad sú k dispozícii aj niektoré anorganické soli, ktoré nielenže môžu fungovať ako elektrolytová soľ, ale môžu slúžiť aj ako redoxné kyvadlové soli, ako sú klastrové soli perfluórboránu [t.j. fluórdodekaboráty lítne (Li2B12FxH12-x)], sa tiež zistilo, že sú účinnými redoxnými kyvadlovými prísadami.
Prísady proti prebíjaniu pri vypnutí sú triedou prísad na ochranu proti nevratnému prebitiu.Fungujú buď uvoľňovaním plynu s vysokým potenciálom, ktorý následne aktivuje prúdový prerušovač, alebo trvalou elektrochemickou polymerizáciou pri vysokých potenciáloch, aby ukončili prevádzku batérie skôr, ako dôjde ku katastrofálnym výsledkom (Obr. 3H).Príklady prvých zahŕňajú xylén, cyklohexylbenzén a bifenyl, zatiaľ čo príklady druhých zahŕňajú bifenyl a iné substituované aromatické zlúčeniny (Obr. 3I).Negatívnymi účinkami odstávkových aditív je stále dlhodobá prevádzka a skladovacia výkonnosť LIB z dôvodu nevratnej oxidácie týchto zlúčenín.
Na vyriešenie problémov v štádiu 2 (akumulácia tepla a proces uvoľňovania plynu)
Spoľahlivé katódové materiály.oxidy prechodných kovov lítia, ako sú vrstvené oxidy LiCo02, LiNi02 a LiMn02;oxid spinelového typu LiM2O4;a polyanión typu LiFePO4, sú populárne používané katódové materiály, ktoré však majú bezpečnostné problémy najmä pri vysokých teplotách.Medzi nimi je relatívne bezpečný LiFePO4 so štruktúrou olivínu, ktorý je stabilný až do 400 °C, zatiaľ čo LiCoO2 sa začína rozkladať pri 250 °C.Dôvodom zvýšenej bezpečnosti LiFePO4 je, že všetky kyslíkové ióny tvoria silné kovalentné väzby s P5+ za vzniku PO43− tetraedrických polyaniónov, ktoré stabilizujú celú trojrozmernú štruktúru a poskytujú lepšiu stabilitu v porovnaní s inými katódovými materiálmi, aj keď stále existujú bolo hlásených niekoľko nehôd spôsobených požiarom batérie.Hlavné bezpečnostné obavy vyplývajú z rozkladu týchto katódových materiálov pri zvýšených teplotách a súčasného uvoľňovania kyslíka, čo môže spolu viesť k horeniu a výbuchom, čo vážne ohrozuje bezpečnosť batérie.Napríklad kryštálová štruktúra vrstveného oxidu LiNiO2 je nestabilná kvôli existencii Ni2+, ktorého iónová veľkosť je podobná veľkosti Li+.Delitovaný LixNiO2 (x< 1) má tendenciu konvertovať na stabilnejšiu fázu spinelového typu LiNi2O4 (spinel) a NiO typu kamennej soli, pričom kyslík sa uvoľňuje do kvapalného elektrolytu pri teplote okolo 200 °C, čo vedie k spaľovaniu elektrolytu.
Značné úsilie bolo vynaložené na zlepšenie tepelnej stability týchto katódových materiálov pomocou atómového dopovania a povrchových ochranných povlakov.
Atómové dopovanie môže výrazne zvýšiť tepelnú stabilitu vrstvených oxidových materiálov vďaka výsledným stabilizovaným kryštálovým štruktúram.Tepelná stabilita LiNiO2 alebo Li1.05Mn1.95O4 sa môže výrazne zlepšiť čiastočnou substitúciou Ni alebo Mn inými kovovými katiónmi, ako sú Co, Mn, Mg a Al.V prípade LiCoO2 môže zavedenie dopingových a legujúcich prvkov, ako sú Ni a Mn, drasticky zvýšiť teplotu začiatku rozkladuTdec, pričom sa tiež vyhýba reakciám s elektrolytom pri vysokých teplotách.Avšak zvýšenie tepelnej stability katódy vo všeobecnosti prináša obete v špecifickej kapacite.Na vyriešenie tohto problému bol vyvinutý katódový materiál s gradientom koncentrácie pre dobíjacie lítiové batérie na báze vrstveného lítium-nikel-kobalt-mangánového oxidu (Obr. 4A).V tomto materiáli má každá častica centrálny objem bohatý na Ni a vonkajšiu vrstvu bohatú na Mn, s klesajúcou koncentráciou Ni a zvyšujúcimi sa koncentráciami Mn a Co, keď sa približuje k povrchu (Obr. 4B).Prvý z nich poskytuje vysokú kapacitu, zatiaľ čo druhý zlepšuje tepelnú stabilitu.Ukázalo sa, že tento nový katódový materiál zlepšuje bezpečnosť batérií bez toho, aby ohrozil ich elektrochemický výkon (Obr. 4C).
Obr. 4 Stratégie na riešenie problémov vo fáze 2: Spoľahlivé katódy.
(A) Schematický diagram kladnej elektródovej častice s jadrom bohatým na Ni obklopeným vonkajšou vrstvou s gradientom koncentrácie.Každá častica má centrálny objem bohatý na Ni Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2 a vonkajšiu vrstvu bohatú na Mn [Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2] s klesajúcou koncentráciou Ni a zvyšujúcimi sa koncentráciami Mn a Co ako sa približuje k povrchu.Prvý z nich poskytuje vysokú kapacitu, zatiaľ čo druhý zlepšuje tepelnú stabilitu.Priemerné zloženie je Li(Ni0,68Co0,18Mn0,18)02.Snímka typickej častice z rastrovacieho elektrónového mikroskopu je tiež zobrazená vpravo.(B) Výsledky rôntgenovej mikroanalýzy elektrónovou sondou konečného lítiovaného oxidu Li(Ni0,64Coo,18Mn0,18)02.Postupné zmeny koncentrácie Ni, Mn a Co v medzivrstve sú evidentné.Koncentrácia Ni klesá a koncentrácie Co a Mn sa smerom k povrchu zvyšujú.(C) Stopy diferenciálnej skenovacej kalorimetrie (DSC) ukazujúce tepelný tok z reakcie elektrolytu s materiálom s gradientom koncentrácie Li(Ni0.64Co0.18Mn0.18)O2, centrálnym materiálom bohatým na Ni Li(Ni0.8Co0.1Mn0). 1)O2 a vonkajšia vrstva bohatá na Mn [Li(Ni0.46Coo.23Mn0.31)02].Materiály boli nabité na 4,3 V. (A), (B) a (C) sú reprodukované so súhlasom Springer Nature.(D) Vľavo: Transmisná elektrónová mikroskopia (TEM) v jasnom poli snímky LiCoO2 potiahnutej nanočasticami AlPO4;energeticky disperzná rôntgenová spektrometria potvrdzuje zložky Al a P v poťahovej vrstve.Vpravo: Obrázok TEM s vysokým rozlíšením zobrazujúci nanočastice AlPO4 (priemer ~ 3 nm) v poťahovej vrstve nanometrov;šípky označujú rozhranie medzi vrstvou AlPO4 a LiCoO2.(E) Vľavo: Obrázok článku obsahujúceho holú katódu LiCoO2 po 12-V teste prebitia.Pri tomto napätí bunka zhorela a explodovala.Vpravo: Obrázok článku obsahujúceho LiCoO2 potiahnutý nanočasticami AlPO4 po teste prebitia 12 V.(D) a (E) sú reprodukované so súhlasom spoločnosti John Wiley and Sons.
Ďalšou stratégiou na zlepšenie tepelnej stability je potiahnutie materiálu katódy ochrannou tenkou vrstvou tepelne stabilných Li+ vodivých zlúčenín, ktoré môžu zabrániť priamemu kontaktu materiálov katódy s elektrolytom a tým znížiť vedľajšie reakcie a tvorbu tepla.Povlaky môžu byť buď anorganické filmy [napríklad ZnO, Al2O3, AlPO4, AlF3, atď.], ktoré môžu po litiácii viesť ióny Li (Obr, D a E) alebo organické filmy, ako je poly(diallyldimetylamóniumchlorid), ochranné filmy tvorené y-butyrolaktónovými aditívami a viaczložkové aditíva (pozostávajúce z vinylénkarbonátu, 1,3-propylénsulfitu a dimetylacetamidu).
Zavedenie povlaku s kladným teplotným koeficientom je tiež účinné na zvýšenie bezpečnosti katódy.Napríklad katódy LiCoO2 potiahnuté poly(3-decyltiofénom) môžu zastaviť elektrochemické reakcie a vedľajšie reakcie, keď teplota stúpne na > 80 °C, pretože vodivá polymérna vrstva sa môže rýchlo transformovať do vysoko odporového stavu.Povlaky samoukončených oligomérov s hyper-rozvetvenou architektúrou môžu tiež fungovať ako tepelne citlivá blokovacia vrstva na vypnutie batérie z katódovej strany.
Tepelne vypínateľný zberač prúdu.Vypnutie elektrochemických reakcií počas zvyšovania teploty batérie v štádiu 2 môže účinne zabrániť ďalšiemu zvyšovaniu teploty.Rýchle a reverzibilné termoresponzívne polymérové prepínanie (TRPS) bolo zabudované interne do zberača prúdu (Obr. 5A).Tenký film TRPS pozostáva z vodivých grafénom potiahnutých nanoštruktúrovaných častíc niklu (GrNi) ako vodivého plniva a PE matrice s veľkým koeficientom tepelnej rozťažnosti (α ~ 10−4 K−1).Takto vyrobené polymérne kompozitné filmy vykazujú vysokú vodivosť (σ) pri izbovej teplote, ale keď sa teplota blíži k spínacej teplote (Ts), sa vodivosť v priebehu 1 s zníži o sedem až osem rádov v dôsledku objemovej expanzie polyméru, ktorá oddelí vodivé častice a preruší vodivé cesty (Obr. 5B).Fólia sa okamžite stane izolačnou a tým ukončí prevádzku batérie (Obr. 5C).Tento proces je vysoko reverzibilný a môže fungovať aj po viacerých udalostiach prehriatia bez zníženia výkonu.
Obr. 5 Stratégie na riešenie problémov v 2. etape.
(A) Schematické znázornenie tepelného spínacieho mechanizmu kolektora prúdu TRPS.Bezpečná batéria má jeden alebo dva zberače prúdu potiahnuté tenkou vrstvou TRPS.Funguje normálne pri izbovej teplote.V prípade vysokej teploty alebo veľkého prúdu sa však polymérna matrica roztiahne, čím sa oddelia vodivé častice, čo môže znížiť jej vodivosť, výrazne zvýšiť jej odpor a vypnúť batériu.Štruktúra batérie tak môže byť chránená bez poškodenia.Pri ochladzovaní sa polymér zmršťuje a získava späť pôvodné vodivé cesty.(B) Zmeny odporu rôznych TRPS filmov ako funkcia teploty, vrátane PE/GrNi s rôznym zaťažením GrNi a PP/GrNi s 30% (v/v) zaťažením GrNi.(C) Súhrn kapacity bezpečného cyklu LiCoO2 batérie medzi 25 °C a vypnutím.Takmer nulová kapacita pri 70 °C znamená úplné vypnutie.(A), (B) a (C) sú reprodukované so súhlasom Springer Nature.(D) Schematické znázornenie koncepcie odstavenia na báze mikrosfér pre LIB.Elektródy sú funkcionalizované pomocou mikroguľôčok citlivých na teplo, ktoré nad kritickou vnútornou teplotou batérie prechádzajú tepelným prechodom (taveninou).Roztavené kapsuly pokrývajú povrch elektródy, vytvárajú iónovo izolačnú bariéru a vypínajú článok batérie.(E) Tenká a samostatne stojaca anorganická kompozitná membrána zložená z 94 % častíc oxidu hlinitého a 6 % spojiva styrén-butadiénového kaučuku (SBR) bola pripravená metódou odlievania roztoku.Vpravo: Fotografie zobrazujúce tepelnú stabilitu separátora anorganického kompozitu a separátora PE.Separátory sa udržiavali pri teplote 130 °C počas 40 minút.PE sa výrazne zmenšila z oblasti s bodkovaným štvorcom.Kompozitný separátor však nevykazoval zjavné zmrštenie.Reprodukované so súhlasom Elsevier.(F) Molekulárna štruktúra niektorých polymérov s vysokou teplotou topenia ako separačných materiálov s nízkym zmršťovaním pri vysokej teplote.Vrch: polyimid (PI).Stred: celulóza.Spodná časť: poly(butylén)tereftalát.(G) Vľavo: Porovnanie DSC spektier PI so separátorom PE a PP;PI separátor vykazuje vynikajúcu tepelnú stabilitu v rozsahu teplôt od 30° do 275°C.Vpravo: Fotografie z digitálneho fotoaparátu porovnávajúce zmáčavosť komerčného separátora a ako syntetizovaného PI separátora s propylénkarbonátovým elektrolytom.Reprodukované so súhlasom Americkej chemickej spoločnosti.
Tepelné oddeľovače.Ďalšou stratégiou na zabránenie úniku tepla z batérií počas fázy 2 je zastavenie vodivosti Li iónov cez separátor.Separátory sú kľúčovými komponentmi pre bezpečnosť LIB, pretože zabraňujú priamemu elektrickému kontaktu medzi vysokoenergetickými materiálmi katódy a anódy a zároveň umožňujú transport iónov.PP a PE sú najčastejšie používané materiály, ale majú zlú tepelnú stabilitu s bodmi topenia ~165° a ~135°C.Pre komerčné LIB sa už komercializovali separátory s trojvrstvovou štruktúrou PP/PE/PP, kde PE je ochranná stredná vrstva.Keď sa vnútorná teplota batérie zvýši nad kritickú teplotu (~130 °C), porézna PE vrstva sa čiastočne roztopí, čím sa uzatvoria póry filmu a zabráni sa migrácii iónov v tekutom elektrolyte, zatiaľ čo vrstva PP poskytuje mechanickú podporu, aby sa zabránilo vnútornému skrat .Alternatívne možno tepelne indukované vypnutie LIB dosiahnuť aj použitím termoresponzívnych mikroguľôčok PE alebo parafínového vosku ako ochrannej vrstvy anód batérie alebo separátorov.Keď teplota vnútornej batérie dosiahne kritickú hodnotu, mikroguľôčky sa roztopia a potiahnu anódu/separátor nepriepustnou bariérou, čím sa zastaví transport Li-ion a článok sa natrvalo vypne (Obr. 5D).
Separátory s vysokou tepelnou stabilitou.Na zlepšenie tepelnej stability separátorov batérií boli v posledných rokoch vyvinuté dva prístupy:
(1) Keramikou vylepšené separátory vyrobené buď priamym potiahnutím alebo rastom keramických vrstiev na povrchu, ako je SiO2 a Al2O3 na existujúcich povrchoch polyolefínových separátorov, alebo tým, že keramické prášky sú zabudované do polymérnych materiálov (Obr. 5E), vykazujú veľmi vysoké teploty topenia a vysokú mechanickú pevnosť a tiež majú relatívne vysokú tepelnú vodivosť.Niektoré kompozitné separátory vyrobené touto stratégiou boli komercializované, ako napríklad Separion (obchodný názov).
(2) Zmena separačných materiálov z polyolefínov na polyméry s vysokou teplotou topenia s nízkym zmršťovaním pri zahrievaní, ako je polyimid, celulóza, poly(butylén)tereftalát a iné analogické poly(estery), je ďalšou účinnou stratégiou na zlepšenie tepelnej stability. oddeľovačov (Obr. 5F).Napríklad polyimid je termosetový polymér, ktorý sa všeobecne považuje za sľubnú alternatívu pre svoju vynikajúcu tepelnú stabilitu (stabilná nad 400 °C), dobrú chemickú odolnosť, vysokú pevnosť v ťahu, dobrú zmáčavosť elektrolytom a spomaľovač horenia (Obr. 5G).
Akumulátorové súpravy s funkciou chladenia.Na zlepšenie výkonu batérie a spomalenie nárastu teploty sa použili systémy tepelného manažmentu na úrovni zariadení, ktoré umožňujú cirkuláciu vzduchu alebo kvapalinového chladenia.Okrem toho boli do batériových blokov integrované materiály s fázovou zmenou, ako je parafínový vosk, aby pôsobili ako chladič na reguláciu ich teploty, čím sa predišlo zneužívaniu teploty.
Na vyriešenie problémov v štádiu 3 (spaľovanie a výbuch)
Teplo, kyslík a palivo, známe ako „požiarny trojuholník“, sú nevyhnutné zložky pre väčšinu požiarov.S akumuláciou tepla a kyslíka generovaného počas 1. a 2. etapy sa palivo (teda vysoko horľavé elektrolyty) automaticky začne horieť.Zníženie horľavosti rozpúšťadiel elektrolytov je životne dôležité pre bezpečnosť batérií a ďalšie rozsiahle aplikácie LIB.
Prísady spomaľujúce horenie.Obrovské výskumné úsilie bolo venované vývoju prísad spomaľujúcich horenie na zníženie horľavosti kvapalných elektrolytov.Väčšina prísad spomaľujúcich horenie používaných v kvapalných elektrolytoch je založená na organických zlúčeninách fosforu alebo organických halogénovaných zlúčeninách.Keďže halogény sú nebezpečné pre životné prostredie a ľudské zdravie, organické zlúčeniny fosforu sú sľubnejšími kandidátmi ako prísady spomaľujúce horenie, pretože majú vysokú schopnosť spomaľovať horenie a sú šetrné k životnému prostrediu.Typické organické zlúčeniny fosforu zahŕňajú trimetylfosfát, trifenylfosfát, bis(2-metoxyetoxy)metylalylfosfonát, tris(2,2,2-trifluóretyl)fosfit, (etoxy)pentafluórcyklotrifosfazén, etylénetylfosfát atď. (Obr. 6A).Všeobecne sa predpokladá, že mechanizmus spomaľovania horenia týchto zlúčenín obsahujúcich fosfor je chemický proces zachytávania radikálov.Počas spaľovania sa molekuly obsahujúce fosfor môžu rozložiť na voľné radikály obsahujúce fosfor, ktoré potom môžu ukončiť radikály (napríklad radikály H a OH) generované počas šírenia reťazovej reakcie, ktoré sú zodpovedné za nepretržité spaľovanie (Obr, B a C).Bohužiaľ, zníženie horľavosti s pridaním týchto retardérov horenia obsahujúcich fosfor prichádza na úkor elektrochemického výkonu.Aby sa zlepšil tento kompromis, iní výskumníci urobili určité modifikácie ich molekulárnej štruktúry: (i) čiastočná fluorácia alkylfosfátov môže zlepšiť ich redukčnú stabilitu a ich účinnosť pri spomaľovaní horenia;(ii) použitie zlúčenín, ktoré majú vlastnosti vytvárajúce ochranný film a spomaľujúce horenie, ako je bis(2-metoxyetoxy)metylalylfosfonát, kde alylové skupiny môžu polymerizovať a vytvárať stabilný film SEI na grafitových povrchoch, čím sa účinne predchádza nebezpečnej strane reakcie;iii) zmena fosforečnanu P(V) na fosforitany P(III), ktoré uľahčujú tvorbu SEI a sú schopné deaktivovať nebezpečný PF5 [napríklad tris(2,2,2-trifluóretyl)fosfit];a (iv) nahradenie organofosforových prísad cyklickými fosfazénmi, najmä fluórovaným cyklofosfazénom, ktoré majú zvýšenú elektrochemickú kompatibilitu.
Obr. 6 Stratégie na riešenie problémov v 3. fáze.
(A) Typické molekulárne štruktúry prísad spomaľujúcich horenie.(B) Vo všeobecnosti sa predpokladá, že mechanizmus spomaľovania horenia týchto zlúčenín obsahujúcich fosfor je chemický proces zachytávania radikálov, ktorý môže ukončiť reťazové reakcie radikálov zodpovedné za reakciu horenia v plynnej fáze.TPP, trifenylfosfát.(C) Doba samozhášania (SET) typického uhličitanového elektrolytu sa môže výrazne znížiť pridaním trifenylfosfátu.(D) Schéma „inteligentného“ elektroodstredeného separátora s tepelne spúšťanými vlastnosťami spomaľujúcimi horenie pre LIB.Samostatne stojaci separátor je zložený z mikrovlákien so štruktúrou jadro-plášť, kde retardér horenia je jadro a polymér je obal.Pri tepelnom spustení sa polymérový obal roztopí a následne sa do elektrolytu uvoľní zapuzdrený spomaľovač horenia, čím sa účinne potláča vznietenie a horenie elektrolytov.(E) SEM obrázok mikrovlákien TPP@PVDF-HFP po leptaní jasne ukazuje ich štruktúru jadro-plášť.Mierka, 5 μm.(F) Typické molekulárne štruktúry iónovej kvapaliny pri izbovej teplote používanej ako nehorľavé elektrolyty pre LIB.(G) Molekulárna štruktúra PFPE, nehorľavého perfluórovaného analógu PEO.Na koncovkách polymérnych reťazcov sú modifikované dve metylkarbonátové skupiny, aby sa zabezpečila kompatibilita molekúl so súčasnými batériovými systémami.
Je potrebné poznamenať, že vždy existuje kompromis medzi zníženou horľavosťou elektrolytu a výkonnosťou článku pre uvedené prísady, hoci tento kompromis sa zlepšil prostredníctvom vyššie uvedených molekulárnych návrhov.Ďalšia navrhovaná stratégia na vyriešenie tohto problému zahŕňa začlenenie retardéra horenia do ochranného polymérového obalu z mikrovlákien, ktoré sú ďalej naskladané, aby vytvorili netkaný separátor (Obr. 6D).Pre LIB bol vyrobený nový elektrospriadaný separátor z netkaného mikrovlákna s tepelne spúšťanými vlastnosťami spomaľujúcimi horenie.Zapuzdrenie spomaľovača horenia vo vnútri ochranného polymérového obalu zabraňuje priamemu vystaveniu spomaľovača horenia elektrolytu, čím bráni negatívnym účinkom spomaľovačov horenia na elektrochemický výkon batérie (Obr. 6E).Ak však dôjde k tepelnému úniku batérie LIB, škrupina kopolyméru poly(vinylidénfluorid-hexafluórpropylén) (PVDF-HFP) sa pri zvýšení teploty roztopí.Potom sa zapuzdrený trifenylfosfátový retardér horenia uvoľní do elektrolytu, čím sa účinne potláča horenie vysoko horľavých elektrolytov.
Na vyriešenie tejto dilemy bol vyvinutý aj koncept „elektrolytu koncentrovaného soli“.Tieto hasiace organické elektrolyty pre dobíjacie batérie obsahujú LiN(SO2F)2 ako soľ a populárny spomaľovač horenia trimetylfosfát (TMP) ako jediné rozpúšťadlo.Spontánna tvorba robustného anorganického SEI odvodeného od soli na anóde je rozhodujúca pre stabilný elektrochemický výkon.Táto nová stratégia môže byť rozšírená na rôzne iné spomaľovače horenia a môže otvoriť novú cestu pre vývoj nových rozpúšťadiel spomaľujúcich horenie pre bezpečnejšie LIB.
Nehorľavé tekuté elektrolyty.Konečným riešením bezpečnostných problémov elektrolytu by bolo vyvinúť skutočne nehorľavé elektrolyty.Jednou skupinou nehorľavých elektrolytov, ktorá bola rozsiahlo študovaná, sú iónové kvapaliny, najmä iónové kvapaliny pri izbovej teplote, ktoré sú neprchavé (bez detekovateľného tlaku pár pod 200 °C) a nehorľavé a majú široké teplotné okno (Obr. 6F).Stále je však potrebný neustály výskum na vyriešenie problémov nízkej rýchlosti, ktoré vyplývajú z ich vysokej viskozity, nízkeho čísla prenosu Li, katódovej alebo redukčnej nestability a vysokej ceny iónových kvapalín.
Hydrofluórétery s nízkou molekulovou hmotnosťou sú ďalšou triedou nehorľavých kvapalných elektrolytov pre ich vysoký alebo žiadny bod vzplanutia, nehorľavosť, nízke povrchové napätie, nízku viskozitu, nízku teplotu tuhnutia atď.Mal by sa vytvoriť vhodný molekulárny dizajn, aby sa ich chemické vlastnosti prispôsobili kritériám elektrolytov batérií.Zaujímavým príkladom, ktorý bol nedávno uvedený, je perfluórpolyéter (PFPE), analóg perfluórovaného polyetylénoxidu (PEO), ktorý je dobre známy svojou nehorľavosťou (Obr. 6G).Na koncových skupinách reťazcov PFPE (PFPE-DMC) sú modifikované dve metylkarbonátové skupiny, aby sa zabezpečila kompatibilita molekúl so súčasnými batériovými systémami.Nehorľavosť a tepelná stabilita PFPE teda môže výrazne zlepšiť bezpečnosť LIB a zároveň zvýšiť číslo prenosu elektrolytu vďaka jedinečnému dizajnu molekulárnej štruktúry.
Stupeň 3 je posledným, ale mimoriadne dôležitým štádiom procesu tepelného úniku.Treba poznamenať, že aj keď bolo vynaložené veľké úsilie na zníženie horľavosti najmodernejšieho kvapalného elektrolytu, použitie elektrolytov v tuhom stave, ktoré sú neprchavé, je veľmi sľubné.Pevné elektrolyty spadajú hlavne do dvoch kategórií: anorganické keramické elektrolyty [sulfidy, oxidy, nitridy, fosfáty atď.] a tuhé polymérne elektrolyty [zmesi solí Li s polymérmi, ako je poly(etylénoxid), polyakrylonitril, atď.].Úsilie o zlepšenie tuhých elektrolytov tu nebude podrobne opísané, pretože táto téma už bola dobre zhrnutá v niekoľkých nedávnych recenziách.
VÝHĽAD
V minulosti bolo vyvinutých mnoho nových materiálov na zlepšenie bezpečnosti batérií, hoci tento problém ešte nebol úplne vyriešený.Okrem toho sa mechanizmy, ktoré sú základom bezpečnostných problémov, líšia pre každú chemikáliu batérie.Preto by mali byť navrhnuté špecifické materiály prispôsobené pre rôzne batérie.Veríme, že ešte stále treba objaviť efektívnejšie metódy a dobre navrhnuté materiály.Tu uvádzame niekoľko možných smerov budúceho výskumu bezpečnosti batérií.
Po prvé, je dôležité vyvinúť metódy in situ alebo in operando na detekciu a monitorovanie vnútorných zdravotných podmienok LIB.Napríklad proces tepelného úniku úzko súvisí so zvýšením vnútornej teploty alebo tlaku v LIB.Rozloženie teploty vo vnútri batérií je však pomerne zložité a sú potrebné metódy na presné sledovanie hodnôt elektrolytov a elektród, ako aj separátorov.Schopnosť merať tieto parametre pre rôzne komponenty je teda rozhodujúca pre diagnostiku, a teda predchádzanie bezpečnostným rizikám batérie.
Tepelná stabilita separátorov je rozhodujúca pre bezpečnosť batérie.Novo vyvinuté polyméry s vysokými teplotami topenia sú účinné pri zvyšovaní tepelnej integrity separátora.Ich mechanické vlastnosti sú však stále horšie, čo značne znižuje ich spracovateľnosť pri montáži batérie.Navyše, cena je tiež dôležitým faktorom, ktorý by sa mal zvážiť pri praktických aplikáciách.
Vývoj pevných elektrolytov sa zdá byť konečným riešením bezpečnostných otázok LIB.Pevný elektrolyt výrazne zníži možnosť vnútorného skratu batérie spolu s rizikom požiaru a výbuchu.Aj keď sa veľké úsilie venovalo rozvoju pevných elektrolytov, ich výkonnosť naďalej výrazne zaostáva za výkonnosťou kvapalných elektrolytov.Kompozity anorganických a polymérnych elektrolytov vykazujú veľký potenciál, vyžadujú si však jemný dizajn a prípravu.Zdôrazňujeme, že správny návrh rozhraní anorganických polymérov a inžinierstvo ich zarovnania sú rozhodujúce pre efektívny transport Li-ion.
Treba poznamenať, že tekutý elektrolyt nie je jedinou zložkou batérie, ktorá je horľavá.Napríklad, keď sú LIB vysoko nabité, horľavé lítiové anódové materiály (napríklad lítiový grafit) sú tiež veľkým bezpečnostným problémom.Spomaľovače horenia, ktoré dokážu účinne spomaľovať horenie pevných materiálov, sú veľmi žiadané, aby sa zvýšila ich bezpečnosť.Spomalovače horenia môžu byť zmiešané s grafitom vo forme polymérnych spojív alebo vodivých štruktúr.
Bezpečnosť batérie je pomerne zložitý a sofistikovaný problém.Budúcnosť bezpečnosti batérií si okrem pokročilejších metód charakterizácie, ktoré môžu poskytnúť ďalšie informácie na usmernenie pri navrhovaní materiálov, vyžaduje viac úsilia v základných mechanistických štúdiách na hlbšie pochopenie.Hoci sa tento prehľad zameriava na bezpečnosť na úrovni materiálov, treba poznamenať, že na vyriešenie problému bezpečnosti LIB je ďalej potrebný holistický prístup, kde materiály, komponenty a formát článkov a moduly a sady batérií zohrávajú rovnakú úlohu, aby boli batérie spoľahlivé. sú uvoľnené na trh.
ODKAZY A POZNÁMKY
Kai Liu, Yayuan Liu, DingchangLin, Allen Pei, Yi Cui, Materiály pre bezpečnosť lítium-iónových batérií, ScienceAdvances, DOI:10.1126/sciadv.aas9820
Čas odoslania: 05.06.2021
