锂离子电池|锂离子电池与固态电池的安全等级需要重新评估？网络安全

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哪些电池最安全？

来源：彭博创意/盖蒂图片社
固态电池是电池行业的新热点，它已经引起了能源行业的浓厚兴趣。由于没有易燃液体电解质（因此是“固态”），它们在不牺牲电力的情况下跳过传统锂离子电池遇到的许多安全问题。
但他们仍然处于研究领域，一项新的研究质疑了它们本质上更安全的想法。 Joule的一篇论文将固态电池与商业化的锂离子电池进行了比较，并发现结果喜忧参半。
固态电池和锂离子电池都包含锂（Li）：在以下两种情况下， Li+离子从电池的一个端移动到另一端，允许带负电荷的电子通过电路。关键的区别在于离子通过什么介质移动。在传统的锂离子电池中，它是液体电解质，而固态电池将使用固体材料。它们在技术上要求更高，但它们可能比普通锂电池更有效率。
美国桑迪亚国家实验室的研究人员、论文的主要作者亚历克斯·贝茨博士说：“固态电池有更安全的潜力，它们有提高能量密度的潜力。 ”
“这意味着，对于电动汽车来说，充电后跑得更远，或者需要更少的电池来进行电网规模的能源存储。 ”
但在分析中，研究人员发现，少量液体实际上可能会提高固态电池的性能，而不会过度损害安全性。
“添加液态电解质可能有助于弥合商业化方面的差距，同时不牺牲安全性。 ”
合著者尤利娅·普雷格博士说：“固态电池研究界对包括液体电解质来‘给车轮上油脂’的安全性存在许多争议。 ”
【锂离子电池|锂离子电池与固态电池的安全等级需要重新评估？】“一些科学家说，任何数量的液体电解质都是不安全的。因此，该团队做了计算，看看液态电解质的影响” 。
研究人员测试了三种不同类型的电池：固态电池、锂离子电池和含有不同数量液体电解质的混合电池。

电池故障的画面。视频来源：桑迪亚国家实验室。

他们研究了每种电池的三种潜在故障场景：外部加热（火灾）、内部短路和机械故障（电池压碎或穿孔）。
在火灾场景中，少量液体的电池释放的热量约为锂离子电池的五分之一，固态电池不产生热量。在内部短路场景中，所有三块电池的性能都相似。
但在机械故障场景中，纯固态电池可以释放比传统电池更多的热量。
“固态电池是安全的，因为固态电解质是坚固的，不太可能断裂。但如果它真的坏了，温度的上升可能与锂离子电池故障时一样大” 。
他们需要调查其他固体电解质材料来确认这些发现。
“他们发现，如果固态电池含有锂金属，无论它是否有液体电解质，它都有可能很危险。 ”

来源：丽贝卡·古斯塔夫/桑迪亚国家实验室的照片
Alex Bates（前）和John Hewson设置了一个电池测试室。