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LG宣布高性能新材料避免热失控，发Nature上3C，明年上车
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LG Chem 今天宣布，其技术研发团队开发了一种温度响应型安全增强层 (Safety Reinforced Layer，SRL)，这是一种旨在抑制热失控的材料。与浦项科技大学电池工程系李敏雅教授团队合作，对这种材料进行了分析，并与 LG Energy Solution 合作进行了安全性验证。研究结果发表在9月的 Nature Communications 上，这是世界领先的科学期刊之一。
LG Chem 开发的热失控抑制材料是一种复合材料，其电阻会根据温度改变，充当“保险丝”，在过热的早期阶段阻止电流流动。研究团队以薄层的形式创建了这种热失控抑制材料，厚度仅为1微米 (1μm)，约为人类头发厚度的百分之一，位于电池的正极层和集流体铝箔之间。当电池温度超过正常范围 (90°C至130°C) 时，该材料会对热量作出反应，改变其分子结构并有效抑制电流流动。
这种热失控抑制材料对温度反应灵敏，温度每升高 1°C，其电阻就会增加 5,000 欧姆 (Ω)。该材料的最大电阻比正常温度下高出1,000倍以上，还具有可逆性，这意味着电阻会降低并恢复到原始状态，一旦温度下降，电流就会再次正常流动。
热失控是电动汽车电池起火的主要原因，当电池内的正极和负极无意中直接接触时，就会发生短路并产生热量。几秒钟内，温度就会升至近1,000°C，从而导致火灾。热失控抑制材料有望通过在过热的早期阶段迅速阻断反应路径来有效防止火灾。
在电池撞击和穿透测试中，配备热失控抑制材料的电池要么完全没有着火，要么在火焰出现后不久就熄灭了，从而防止了全面的热失控事件。在钴酸锂电池的穿透测试中，使用钉子刺穿电池，只有16%的普通电池没有着火。然而，配备热失控抑制材料的电池均未发生任何火灾事件。
在对电动汽车镍钴锰 (NCM) 电池的撞击测试中，10公斤的重物落在电池上，所有标准电池都着火了。相比之下，配备热失控抑制材料的电池中有70%根本没有着火，而其余30%的电池虽然着火，但会在几秒钟内熄灭。
虽然以前的方法是通过在电池电芯内放置温度响应材料，但它们经常面临反应时间慢或能量密度降低的问题。然而，LG 化学凭借其专业知识和专利材料设计，成功开发出一种解决此类问题的材料，可快速应用于量产工艺。LG 化学已完成电子 3C 类电池热失控抑制材料的安全验证测试，并计划在明年继续进行大容量电动汽车电池的安全测试。
LG 化学首席技术官李钟九表示：“这是一项切实的研究成果，可在短时间内应用于量产。我们将加强安全技术，确保客户可以放心使用电动汽车，并为增强我们在电池市场的竞争力做出贡献。”
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新闻来源 | batteryindustry.tech
封面配图 | batteryindustry.tech
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