LG化学找到抑制电池热失控的方法

像保险丝一样切断，让电动汽车防范于未“燃”
LG化学找到抑制电池热失控的方法

■ 开发抑制热失控的温度响应材料，世界学术期刊上发表相关论文
□ 电池内部放置的温度响应材料厚度仅为人类头发丝的1/100
□ 在起火初期发挥阻断反应路径的“保险丝作用”
□ 世界顶级学术期刊《Nature Communications》9月刊上发表论文

■ 李钟求CTO：
“取得通过量产工艺，尽快应用到产品中的切实研究成果”
“我们将推进安全增强技术，让客户安心使用电动汽车，并为增强电池市场的竞争力做出贡献”

LG化学开发出能在初期阻止电池火灾的热失控抑制新材料。

LG化学1日表示，CTO下属的基础技术研究所研究组开发出了抑制热失控的温度响应性“安全性增强功能层（Safety Reinforced Layer，以下简称‘热失控抑制材料’）”。与浦项科技大学(POSTECH)电池工程系李敏雅教授的研究小组开展材料分析的联合共同研究，LG新能源也参与了研究的安全性验证。LG化学将此次研究成果发表于世界顶级学术期刊《Nature Communications》的9月网络版刊上。
*论文名称: Thermal Runaway Prevention through Scalable Fabrication of Safety Reinforced Layer in Practical Li-ion Batteries

LG化学开发的热失控抑制材料是一种电阻会随温度变化的复合材料，在温度升高的初期，起到切断电流的“保险丝”的作用。

研究小组在电池的正极层和集电体（作为电子通道的铝箔）之间，制作了一种1um（微米）的薄层形式的热失控抑制材料，其厚度为人类头发丝的百分之一。当电池发生异常，温度超出正常范围（90~130℃）时，材料会对温度做出响应并改变其粘合结构以抑制电流的流动。

热失控材料对温度的响应速度快，温度每升高1℃，电阻就增加5,000Ω（欧姆）。最大电阻比常温下高1000倍以上，当温度下降时，电阻又减小，甚至具有可逆性(reversibility)，恢复到原来的导电状态。

如大家所知，热失控是电动汽车电池起火的主要原因，当电池内部的正负极无意中接触，就会导致短路和发热引起热失控。当温度在几秒钟内飙升至接近1000℃而引发火灾时，在发热初期阶段能够迅速阻断反应路径的热失控抑制材料，有望将有效预防火灾。

经电池冲击和穿透测试的事实证明，使用热失控抑制材料的电池在产生火花后没有起火或立即熄灭，没有发生热失控的现象。

将钉子在移动端LCO（锂、钴、氧化物）电池上钻孔的穿透透测试中，只有16%的普通电池没有着火，而使用热失控抑制材料的电池没有发生任何一起火灾事件。

在对电动汽车NCM（镍、钴、锰）电池进行约10公斤重物落下的冲击试验中，普通电池均发生火灾。然而，70%使用热失控抑制材料的电池没有着火，30%的电池产生火花但在几秒钟内熄灭。

此前，有一种在电池内部插入对温度变化反应的材料的方法，但存在反应速度慢或能量密度低的问题。LG化学拥有材料设计的技术实力和专利，在解决现有问题的同时，成功开发出能够快速应用于量产工艺的材料。

LG化学已完成了移动端电池热失控抑制材料的安全性验证测试，并计划在明年之前继续进行大容量电动汽车电池的安全测试。

LG化学CTO李钟求表示：“这是一项通过量产工艺可以尽快应用于产品的切实的研究成果。我们将推进安全增强技术，让客户安心使用电动汽车，并为增强电池市场的竞争力做出贡献。”

消息来自：LG化学