电池怎样杀人于无形(电池变“砖头”事故化无形)

图片来源：Joseph Kaczmarek/AP Photo

最近的车祸和航空事故清楚地表明：为大多数便携设备和电动汽车提供动力的锂离子电池具有危险性。如果被压碎或扭曲，电池内分隔电极的多孔塑料薄膜会瞬间断裂并导致短路，引燃锂电解液。

现在，借鉴儿童作家“苏斯博士”的想法，美国田纳西州橡树岭国家实验室化学家Gabriel Veith和同事或许找到了一个解决方案：欧不裂。

如果用足够的力量撞击，这种由玉米淀粉和水组成的液体混合物（得名于一本经典的美国儿童读物）的表现会像固体一样。在为自己的孩子混合欧不裂时，Veith有了个想法：用二氧化硅取代玉米淀粉，将其混合到锂离子电池的电解液中从而产生变化，在撞击时从易燃的液体变为惰性固体。用化学术语说，它被称为剪切增稠液。

其中的关键是找到合适的二氧化硅。其他实验室曾尝试过不规则形状和杆状的二氧化硅颗粒，正如研究人员今年早些时候在《应用材料与界面》杂志中描述的那样，而Veith团队则转向了一种已有几十年历史的技术，即共沉淀过程，以制造出完美的圆形二氧化硅纳米颗粒，它通常用于在人体细胞内输送药物。Veith说，这样的圆颗粒能够组成更强的屏障，而且它们更容易制作。

“你不必重新发明电池生产线，因为它与目前的制造技术兼容。”他说。

但这种新型黏性物质不能像普通液体电解质那样注入电池，因为简单的喷射就能使它变成固体。Veith团队发现了一种解决办法，即将二氧化硅颗粒预先放置在塑料分离膜内，在此之后注入液体电解质。这种“欧不裂”不仅能在受到冲击时变成固态，而且比之前测试过的产品更容易制造、更坚固。

与所有剪切增稠液一样，橡树岭欧不裂（已经获得安全抗冲击电解液方面的专利）在被撞击后几秒钟又会变回液体，并且仍然可以在电极之间产生炽热的反应。Veith团队正在开发一个可以变成固体且保持该状态的版本。他指出，这种材料可以用于军用夹克，当被子弹击中时，它可以从可穿戴电池转变为救生铠甲。经过监管审查后，橡树岭团队预计，他们的技术将从规避最小风险的应用开始，在几年内应用到电池中。（冯维维）

相关论文信息：DOI: 10.1126/scienceaav1789

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