新配方电解液 使锂电池安全不着火
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材料学者孟雪莉左与她的助手尹易杰右，正在研究安全的锂电池电解液。图/圣地牙哥加州大学(photo:ChinaTimes)已有好几个欧洲国家决议，将在2030年代禁售燃油车(包括汽油车与柴油车)，也就是电动汽车将成为主流。然而以锂电池为动力的电动车有短路着火的隐患，而且锂燃烧是非常难以扑灭的，于是安全配方的锂电池是急待开发的课题。圣地牙哥加州大学(UCSD)开发出以二甲醚为基底的安全电解质，它将使锂电池不会着火。
科技探索(TechXplore)报导，锂电池，严格来说是锂离子电池，是目前最广泛使用的电池技术之一，除了笔电、手机，也驱动电动车。然而，目前锂离子电池的电解液的主要成分是有机碳酸溶剂，它有着高度易燃的隐忧，事实上，因为锂电池燃烧的事故不少，比如三星手机曾经因为数起的手机自燃事故，被讥为「昂贵的燃烧弹」，特斯拉电动车也曾发生自燃事故，由于无法扑灭，只能任它烧毁。
工程师必须设计更安全的电解液，新的电解液必须不易燃，而且能够在很宽的温度范围内都安全稳定。
圣地亚哥加州大学的孟雪莉(Shirley Meng)教授，与美国陆军研究实验室所合作的研究团队，最近开发了新的「液化气电解质」(liquefied gas electrolyte ,LGE)，可使锂电池的安全温度范围在 -60至55度，同时增进了锂电池的抗冻性，也增进了安全性。
孟教授说：「液化气电解质 (LGE) 是我们研究小组在 2017 年发表在《科学》杂志上的一篇论文首先提出，它由碳氟化合物所组成，在压力下会液化，形成化学稳定、凝固点低、成本低的电解质。」
在使用锂负极的初始测试中，它在500次充放电循环中，达到99.6%的平均库仑效率 (CE)，并且能够在极端条件下，充放电18650次也没有安全问题。
研究人员尹易杰(Yijie Yin)提到开发的过程。他说：「初代版本的LGE电解质，是以氟甲烷 (FM) 和二氟甲烷 (DFM)所制作，尽管它们具有不错的性质，但是在中等压力下仍有燃烧的风险。」
「为了降低燃烧的可能，我们干脆加冷媒进去，也就是1,1,1,2-四氟乙烷四氟乙烷 (TFE) 和五氟乙烷 (PFE)，它们是氟氯烷的代替品，具有极佳的灭火性能，提升了安全性。」
「另一个新成份是二甲醚(分子式：C2H6O)来溶解盐类，从而为锂和负极提供宽广的电化学窗口，充放电效率都能提升。」
研究团队最近的实验中， LGE展现了许多优势，包括它们的性能、对温度的适应能力，以及它们的可持续性。他们相信，这将引发锂电池技术的全面提升。
