手机是锂电池吗北大发布新研究：智能手机锂电池有望更小更耐用|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

北大发布新研究：智能手机锂电池有望更小更耐用

让手机锂电池具备高而稳定的储能密度，是提升电池使用性能的关键。 近日，北京大学深圳研究生院新材料学院教授潘锋团队研发了一种锂电池钴酸锂正极材料，让电池储能密度首次接近理论极限。未来，智能手机锂电池的体积将更小，使用时间将更长。

“手机使用的锂电池正极材料通常是钴酸锂层状氧化物，它的可逆比容量理论上能达到274毫安时每克。这个数值越高，代表电池的储能能力越强，能在相同条件下使用更长时间。”潘锋说，但实际情况是，在钴酸锂的层状结构中，只有50%至60%的锂能可以在充放电过程中被充分利用，对应获得的可逆比容量只有140至165毫安时每克。

为了接近理想的锂电池利用率，团队创新性地设计了一种梯度无序结构的钴酸锂正极材料——具备界面阻抗低、有效电压高等特点，表现出对化学机械应变的强大抵抗力，最大限度减少了界面副反应的发生，减轻了材料在高电压下的不可逆相变。

这些改进将锂电池利用率提高至93%，可逆比容量达256毫安时每克，首次实现了储能密度接近理论极限。

潘锋说，该材料还表现出超越现有高电压钴酸锂材料的高循环稳定性，这些优异的性能正好和需要高能量、高功率的无人机电池相适配。

研究成果近日发表于国际顶级能源期刊《先进材料》上。目前，团队正在推进新材料的产业化，进一步开发实用、高性能的新型锂电池正极材料。

有了不爆炸的锂电池，手机可能不会再着火丨硬科技

记者 | 徐诗琪

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自从索尼在1991年将锂离子电池商业化以来，锂电池为21世纪带来了许多便利：手机，笔记本电脑，无线耳机，甚至是电动汽车。但是，和现代其他便利设备（例如汽车和飞机）一样，在极少数情况下，锂电池会出现问题，甚至可能发生灾难性的事故。

曾有不少电池爆炸致死的案例发生。虽然你遭遇电池爆炸（千万分之一）的概率比被雷击（百万分之一）还低，但事实是：锂离子电池中含有易燃液体，并且必须有它们才能在化学反应中产生能量。

如果将锂电池有足够的安全保障，在出现结构故障时也不会爆炸呢？

总部位于加利福尼亚的初创企业Amionx，正在推广其SafeCore安全锂离子电池技术，该公司声称其采用了“廉价且广泛可用的”材料来防止热失控，即使锂电池被压碎、击中等也不会着火。

要了解它是如何工作的，需要先知道电池是如何着火、爆炸的。

当锂电池在高电压下过充，或内部发生短路时，会导致热失控。

电极之间的短路有好几种可能。可能性一是在刺破电池时的短路，二是在充放电过程中，锂电池内部会形成锂枝晶，如果没有充足的伸展空间，它也会突破隔膜、导致短路。

SafeCore的核心技术，是位于电池内1-5微米的特殊夹层。Amionx表示，它可通过电流、电压、或温度的快速上升而引发分解，形成电子无法穿越的屏障。当电池变热并可能着火时，Amionx的特殊材料就保险丝一样，在电池的两个关键组件之间形成物理间隙。

据外媒CNET报道，Amionx 在工厂内测试其技术安全性时，使用了重物撞击、钉子刺穿，甚至是用枪射击等方式。

据报道，没有使用SafeCore材料的普通锂电池，在被钉子插入时，像气球一样膨胀起来，冒出一团烟雾，射出红色火花并爆炸成一束巨大火焰，直达测试室的天花板。一切反应在6秒之内发生的，普通锂电池被烧焦。

而使用破碎机测试，同样的反应只用了4 秒。

相对应的，SafeCore锂电池在破碎机测试中，并没有凸起、冒烟、起火。据称，SafeCore被压碎时可能在十分钟内变热，约相当于暖手器的温度。

之后CNET要求Amionx进行射击测试。这一测试的结果是，普通锂电池在被子弹射中时，其塑料外壳软化，掉落到地面并爆炸成火焰；SafeCore锂电池被射中时，子弹将其撕裂，但电池并未移动。

不过Amionx方面警告称，尽管SafeCore电池可承受子弹射击，但只能接受一颗子弹。因为电池内部仍有易燃液体，第一颗子弹会使易燃液体泄漏，如果对电池射击第二枪，很可能会引起火花并着火。

Amionx有很大的野心。其最初是为了军用防弹电池而开发此项技术的。现在，这家公司认为每个新电池都可以使用SafeCore来减少电池事故。

Amionx还认为这项技术可以开辟新领域。例如，Amionx认为，SafeCore还可以极大地帮助电动汽车创新——因为该公司称，EV电池的重量的50％至70％来自于制造商用来保持电池安全的容器。如果事实证明SafeCore可以提供足够的保护，那么从理论上讲，电动汽车制造商可以减少对电池的保护，相应的就能使用更大的电池容量了。减轻电池重量也有助于车辆行驶。

甚至，该公司还认为其电池可以安全地植入人体（例如心脏起搏器），毕竟在人体内，一丁点的电池燃烧都是极其危险的。

Amionx的技术人员称，这些期望的事情并不会立刻发生，因为电池制造商不会很快让SafeCore成为唯一的电池安全机制。但是他说，只要有规模大的电池制造商许可他的技术，他就能够在六个月内启动并使用 SafeCore。

尽管这项技术听上去十分诱人且成功，但也有潜在问题，那就是经典的硅谷挑战：它能量产吗？

电池先驱John Goodenough教授提出，大规模生产时，像SafeCore这样的层压板可能无法保证每块产品都有效。

“这项技术重点在于分离时间比点燃液态电解质的时间要快。但鉴于电池中的空间有限，我不相信这种方法能在制造的每个电池中都起作用。”

最近，美国著名的工业工具公司Stanley Black＆Decker宣布，计划将Amionx的SafeCore电池技术应用于实际产品中。签署的公告中称，该公司正在评估Amionx 的技术，以确定这一技术可以在哪些产品中使用。还说，“Amionx的技术具有吸引力，因为它有可能让电池在被滥用时也十分安全。”

不过，Stanley强调了“可能”这个词。