告別電動車自燃惡夢！LG 化學研發「比髮絲薄 100 倍」的材料，電動車電池爆炸風險降低 50%

LG 化學研發出一種新材料，可以消除鋰離子電池發生熱失控的風險。這項突破可以提高電動汽車 (EV)、智慧型手機和依賴這類電池的各種其他設備的安全性。

熱失控被認為是產業面臨的一項重大挑戰。這是一種可能導致鋰離子電池起火和爆炸的連鎖反應。

「當電池內部的陰極和陽極意外直接接觸時，就會發生熱失控，造成短路並產生熱量。在幾秒鐘內，溫度就會上升到近 1,000°C（1,832°F），」該公司在新聞稿中表示。

為了因應這個問題，LG 化學推出了一種稱為安全強化層 (SRL) 的溫度回應材料。

「這種熱失控抑制材料預計能有效防止火災，方法是在過熱的早期階段快速阻斷反應路徑，」新聞稿指出。

一種溫度回應解決方案

LG 化學的解決方案是一種稱為安全強化層（SRL）的薄型溫度反應材料。它非常薄，僅有 1 微米厚——大約是人類頭髮厚度的百分之一。這一層放置在正極和集電體之間，集電體是一種鋁箔，用於在電池內導電。

SRL 的作用就像一個智慧型保險絲。在正常工作溫度下，它允許電力自由流動。但是，如果電池溫度上升到超過安全範圍，SRL 就會做出反應。

「當電池溫度上升到超過正常範圍，介於 90°C 到 130°C 之間時，這種材料會對熱做出反應，改變其分子結構，並有效抑制電流，」研究團隊解釋說。這可以有效地阻止熱失控過程。

此外，SRL 可以快速回應任何溫度變化。

「這種熱失控抑制材料對溫度高度敏感，其電阻每上升 33.8°F（1°C）就會增加 5,000 歐姆 (Ω)。該材料的最大電阻比正常溫度高 1,000 倍以上，」新聞稿強調。

此外，該材料是可逆的。一旦溫度下降，電阻就會恢復正常，電池就能照常運作。

為了證明 SRL 的有效性，LG 化學進行了廣泛的測試。在行動式鋰鈷氧化物 (LCO) 電池的釘子穿刺測試中，配備 SRL 的電池都沒有起火。

這與標準電池形成鮮明對比，在相同的測試中，只有 16% 的標準電池沒有起火。

在衝擊測試中，將 22 磅（10 公斤）的重物掉落在電動車用的鎳鈷錳 (NCM) 電池上，所有標準電池都起火了，但配備 SRL 的電池有 70% 沒有起火，即使是 30% 起火的電池，也只有短暫的火焰，很快就熄滅了。

「對 3.4-Ah 鋰聚合物電池的衝擊測試表明，SRL 將電池爆炸的機率從 63% 降低到 10%，」LG 化學研究人員在他們的論文中報告說。

SRL 的開發是 LG 化學的平台技術研發團隊和浦項科技大學電池工程系李美娜教授團隊合作的成果。LG 化學的電池儲能部門 LG 能源解決方案也參與了安全驗證過程。

SRL 材料可以很容易地整合到現有的電池量產製程中。研究人員已經展示了在集電器上以捲對捲（roll-to-roll）的方式生產 SRL，而且生產速度相當快，每天可以生產 3 英里（5 公里）長度的 SRL 塗層。

「這是一項可在短時間內應用於量產的具體研究成果，」LG 化學技術長李鍾庫表示。「我們將加強安全技術，確保客戶可以安心使用電動汽車，並有助於提升我們在電池市場的競爭力。」