用于离子电池的热敏微囊的热逃跑抑制机制
Zujin Bai1,2, Pei Zhang1, Furu Kang1,2
1School of Safety Science and Engineering, Xi'an University of Science and Technology (XUST), Xi'an 710054, China.
Polymers
|September 13, 2025
概括
本研究介绍了一种用于离子电池的新型热敏微囊灭火剂. 该剂有效地通过冷却和化学作用抑制热失控,提高电池的安全性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 电池安全 电池安全
背景情况:
- 离子电池 (LIB) 广泛使用,但由于火灾事件而面临安全挑战.
- 现有的灭火剂缺乏LIBs所需的快速抑制和冷却.
- 新型解决方案对于减轻热失控 (TR) 和防止LIBs火灾传播至关重要.
研究的目的:
- 为LIBs开发一种适应性热敏微囊 (TM) 灭火剂.
- 评估TM在抑制热失控和防止火灾传播方面的有效性.
- 为先进的LIB提供一个具有成本效益和环保的安全解决方案.
主要方法:
- 通过现场聚合合成TM,将三元核心 ( perfluorohexanone, heptafluorocyclopentane, 2-BTP) 封装在一个MUF外中.
- 使用FE-SEM,FTIR,TG-DSC和激光粒子大小分析来表征TM.
- 在单细胞和双细胞LIB模块上测试了TM的性能,以评估热失控抑制和传播阻断.
主要成果:
- TM展示了均的颗粒大小和完整的涂层结构.
- 冷却,化学抑制和气体隔离的协同效应有效地抑制了LIB热失控.
- 峰值TR温度降低了14.0°C,单细胞的加热速度降低了0.17°C/s.
- 在双细胞模块中,TM成功地阻止了TR的传播.
结论:
- 开发的TM剂提供了LIBs的自主,有效的热失控抑制.
- 这一创新系统通过互补的核心功能克服了单组件代理的局限性.
- TM为下一代LIB提供了一种变革性的,环保的,且具有成本效益的安全解决方案.
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