LG化學研發出一種新材料，可以消除鋰離子電池發生熱失控的風險。這項突破可以提高電動汽車 (EV)、智慧型手機和依賴這類電池的各種其他設備的安全性。
熱失控被認為是產業面臨的一項重大挑戰。這是一種可能導致鋰離子電池起火和爆炸的連鎖反應。
「當電池內部的陰極和陽極意外直接接觸時，就會發生熱失控，造成短路並產生熱量。在幾秒鐘內，溫度就會上升到近1,000°C（1,832°F），」該公司在新聞稿中表示。
為了應對這個問題，LG化學推出了一種稱為安全強化層 (SRL) 的溫度回應材料。
「這種熱失控抑制材料預計能有效防止火災，方法是在過熱的早期階段快速阻斷反應路徑，」新聞稿指出。
LG化學的解決方案是一種稱為安全強化層（SRL）的薄型溫度反應材料。它非常薄，僅有1微米厚——大約是人類頭髮厚度的百分之一。這一層放置在正極和集電體之間，集電體是一種鋁箔，用於在電池內導電。
SRL的作用就像一個智能保險絲。在正常工作溫度下，它允許電力自由流動。但是，如果電池溫度上升到超過安全範圍，SRL就會做出反應。
「當電池溫度上升到超過正常範圍，介於90°C到130°C之間時，這種材料會對熱做出反應，改變其分子結構，並有效抑制電流，」研究團隊解釋說。這可以有效地阻止熱失控過程。
此外，SRL可以快速回應任何溫度變化。
「這種熱失控抑制材料對溫度高度敏感，其電阻每上升33.8°F（1°C）就會增加5,000歐姆 (Ω)。該材料的最大電阻比正常溫度高1,000倍以上，」新聞稿強調。
此外，該材料是可逆的。一旦溫度下降，電阻就會恢復正常，電池就能照常運行。
為了證明SRL的有效性，LG化學進行了廣泛的測試。在可攜式鋰鈷氧化物 (LCO) 電池的釘子穿刺測試中，配備SRL的電池都沒有起火。
這與標準電池形成鮮明對比，在相同的測試中，只有16%的標準電池沒有起火。
在衝擊測試中，將22磅（10公斤）的重物掉落在電動汽車用的鎳鈷錳 (NCM) 電池上，所有標準電池都起火了，但配備SRL的電池有70%沒有起火，即使是30%起火的電池，也只有短暫的火焰，很快就熄滅了。
「對3.4-Ah鋰聚合物電池的衝擊測試表明，SRL將電池爆炸的機率從63%降低到10%，」LG化學研究人員在他們的論文中報告說。
SRL的開發是LG化學的平台技術研發團隊和浦項科技大學電池工程系李美娜教授團隊合作的成果。LG化學的電池儲能部門LG能源解決方案也參與了安全驗證過程。
SRL材料可以很容易地集成到現有的電池量產製程中。研究人員已經展示了在集電器上以卷對卷（roll-to-roll）的方式生產SRL，而且生產速度相當快，每天可以生產3英里（5公里）長度的SRL塗層。
「這是一項可在短時間內應用於量產的具體研究成果，」LG化學首席技術官李鍾庫表示。「我們將加強安全技術，確保客戶可以安心使用電動汽車，並有助於提升我們在電池市場的競爭力。」