乘飛機(jī)的情況下，鋰電池是不可以托運(yùn)的；一些設(shè)計(jì)方案欠佳的商品，比如三星GalaxyNote7，連做為手提式行李箱帶上上機(jī)操作都不好；純電動(dòng)車起火的安全事故也是不斷見諸報(bào)端。

鋰電那么不安全，是由于在高溫、撞擊等狀況產(chǎn)生時(shí)，充電電池非常容易起火、乃至引起發(fā)生爆炸，針對特種公司、汽車安全性組成嚴(yán)重危害。基本鋰電還是這般，針對有著高效率能量相對密度的下一代鋰電池——鋰金屬電池而言，其安全系數(shù)則是更大的難題。能夠那么說，安全隱患是困惑著鋰電池進(jìn)一步發(fā)展趨勢的關(guān)鍵要素之一，也是很多科學(xué)研究精英團(tuán)隊(duì)關(guān)鍵科技攻關(guān)的目標(biāo)。

前不久，國際性著名原材料學(xué)者、《麻省理工科技評論》“三十五歲下列自主創(chuàng)新35人”評審團(tuán)、斯坦福學(xué)校崔屹專家教授榜首的精英團(tuán)隊(duì)在鋰金屬電池安全領(lǐng)域獲得了重大進(jìn)展。她們產(chǎn)品研發(fā)出了一種能夠防火安全的超輕型鋰金屬電池電解質(zhì)溶液原材料，用這類電解質(zhì)溶液做成的充電電池不僅有著高效率能量相對密度和優(yōu)異的光電催化特性，還有著了非常高的安全系數(shù)：不但不容易起火，還會(huì)繼續(xù)在就算早已起火的狀況下持續(xù)保持工作中！此項(xiàng)成效為鋰金屬電池安全系數(shù)的科學(xué)研究強(qiáng)調(diào)了全新升級(jí)的方位。

無論是手機(jī)上、電腦上，還是純電動(dòng)車、儲(chǔ)能電站，大家的生活起居和人們操縱氣候問題的勤奮都離不了鋰電池。而鋰電池科學(xué)研究最重要的方位之一，便是提升它的比能量，也就是企業(yè)品質(zhì)鋰電能夠帶上的電磁能。針對手機(jī)上而言，高效率能量相對密度代表著更長的續(xù)航時(shí)間，而針對純電動(dòng)車而言則代表著里程數(shù)。

提升鋰電池比能量最重要的關(guān)鍵技術(shù)之一，是應(yīng)用鋰金屬材料、而不是鋰元素的化學(xué)物質(zhì)來做為鋰電的電級(jí)。從而做成的鋰金屬電池，比能量能夠做到目前充電電池的數(shù)倍，被覺得是下一代高效率能量相對密度充電鋰電池的“圣杯”。但鋰金屬電池有一個(gè)非常大的難題——它很不安全。

一塊鋰電的構(gòu)造，能夠被了解成是一個(gè)“三明治”，夾在中間的是承擔(dān)傳送鋰離子電池的電解質(zhì)溶液/膈膜，而坐落于左右兩邊的是承擔(dān)傳送電流量的電級(jí)。在高電流量或是數(shù)次循環(huán)系統(tǒng)以后，鋰金屬電極的表層會(huì)生出一種稱為鋰枝晶的物品。鋰枝晶原本是鋰金屬材料不斷沉定、溶解的結(jié)果，但伴隨著它的生長發(fā)育，它會(huì)捅穿充電電池正極負(fù)極中間的電解質(zhì)溶液/膈膜，讓充電電池的正極負(fù)極立即連在一起，導(dǎo)致短路故障，從而引起充電電池的熱無法控制，導(dǎo)致著火、發(fā)生爆炸等狀況的出現(xiàn)。以便處理這個(gè)問題，專家想到了許多構(gòu)思。在其中的一條是應(yīng)用固體原材料，而不是現(xiàn)階段流行商業(yè)服務(wù)鋰電池選用的液體原材料，來作為充電電池的電解質(zhì)溶液。有一定沖擊韌性的固態(tài)電解質(zhì)有著“硬實(shí)”的表層，能夠抑制鋰枝晶的生長發(fā)育，進(jìn)而確保充電電池的安全性。殊不知，目前的固態(tài)電解質(zhì)卻都有各的難題：有的過厚，會(huì)造成充電電池的比能量降低；有的易燃，造成安全系數(shù)不佳；有的過軟，沒法抑制鋰枝晶的生長發(fā)育……總而言之，并沒有一款電解質(zhì)溶液能夠另外考慮鋰金屬電池的性能卓越和安全性必須。而崔屹精英團(tuán)隊(duì)明確提出的這類電解質(zhì)溶液原材料，是第一種能夠另外保證防火安全、纖薄、又光電催化特性優(yōu)質(zhì)的固態(tài)電解質(zhì)原材料。這一原材料的竅門取決于，它融合了三類原材料各有的優(yōu)點(diǎn)。最先，是多孔結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺膜（Polyimide，PI）。它是一種運(yùn)用普遍的施工材料。它具備很高的沖擊韌性，能夠?qū)︿囍У纳L發(fā)育開展抑制；溶點(diǎn)也很高，能保證不在太強(qiáng)烈的點(diǎn)燃產(chǎn)生的情況下不會(huì)熔融，進(jìn)而減少短路故障的風(fēng)險(xiǎn)性；并且，這類原材料還能夠做得太薄（僅有10-25μm），還超輕，進(jìn)而明顯提升充電電池的比能量。次之，是十溴二苯己烷（DBDPE）。它是一種防火材料，將這類原材料加上到聚酰亞胺膜（PI）里，能夠避免電解質(zhì)溶液著火。

是聚氧化乙烯（PEO）和雙三氟羥基磺酰羥基鋰（LiTFSI）。這二種原材料導(dǎo)電率出色、成本低、重量較輕，是得到了普遍科學(xué)研究的高聚物電解質(zhì)溶液原材料，也是現(xiàn)階段很多鋰金屬電池挑選的固態(tài)電解質(zhì)原材料。將這二種原材料加上到新式電解質(zhì)溶液中，讓電解質(zhì)溶液有著了很好的光電催化特性。由高沖擊韌性的聚酰亞胺膜（、無鹵阻燃劑十溴二苯己烷（DBDPE，虛線圖上橘色一部分）和高導(dǎo)電率的聚氧化乙烯（PEO）、雙三氟羥基磺酰羥基鋰（LiTFSI，虛線圖中灰色一部分）組成的新式固態(tài)電解質(zhì)（來源于：Cui,etal.）

歷經(jīng)檢測，她們發(fā)覺，三種原材料的特性都會(huì)這類高分子材料中獲得了極致的反映。最先，沖擊韌性。新式電解質(zhì)溶液原材料的沖擊韌性，比由聚氧化乙烯（PEO）和雙三氟羥基磺酰羥基鋰（LiTFSI）組成的基本電解質(zhì)溶液原材料高于了4個(gè)量級(jí)，明顯提升了電解質(zhì)溶液抑制鋰枝晶的工作能力。歷經(jīng)60°C下300鐘頭的檢測，這類高韌性的電解質(zhì)溶液原材料仍然能夠很好地抑制鋰枝晶的生長發(fā)育。次之，阻燃性。基本PEO/LiTFSI電解質(zhì)溶液原材料能夠隨便引燃，但從下面的圖中能夠見到，加上了無鹵阻燃劑DBDPE的新材料，在點(diǎn)燃以后的2秒左右內(nèi)火苗就自主滅掉了，主要表現(xiàn)出了出色的防火安全特性。第三，導(dǎo)電性和循環(huán)系統(tǒng)可靠性。歷經(jīng)300次循環(huán)系統(tǒng)以后，新式電解質(zhì)溶液原材料仍然保持了很高的倍數(shù)（1C下131mAhg1），而做為對比的基本PEO/LiTFSI電解質(zhì)溶液，倍數(shù)顯著要更低，循環(huán)系統(tǒng)特性都不平穩(wěn)。因此，由這三類原材料融合而成的全新升級(jí)固態(tài)電解質(zhì)，便另外有著了防火安全、纖薄、導(dǎo)電性的優(yōu)質(zhì)特性。在更為苛刻的全充電電池打火試驗(yàn)中，基本充電電池早已點(diǎn)著、形變、“棄療”了，但新式電解質(zhì)溶液做成的充電電池，就算被火苗包囊，卻仍然能夠?yàn)長ED燈供電系統(tǒng)。以后，火苗還能自主滅掉。

這就是文章開頭的那一幕。一般狀況下，鋰電超溫就會(huì)有將會(huì)造成發(fā)生爆炸，不要說再次工作中了，不引起火災(zāi)事故即使非常好了。這類新型電池不但起火還能工作中，以后還能自主救火，針對鋰電而言是十分難能可貴的事兒。

現(xiàn)階段，鋰電的安全系數(shù)獲得了愈來愈多的人的關(guān)心。不久前，充電電池大佬byd公布的全新升級(jí)“刀頭充電電池”，主推的定義之一便是高安全系數(shù)。每家充電電池生產(chǎn)商也都躍躍欲試，期待在鋰電安全領(lǐng)域取出自身的計(jì)劃方案。崔屹精英團(tuán)隊(duì)的這一新突破盡管尚處在試驗(yàn)室環(huán)節(jié)，但意味著鋰金屬電池早已能夠在有著高效率能量相對密度的另外，兼顧非常高的安全系數(shù)。這為鋰電科學(xué)研究出示了全新升級(jí)的方位。