“氢气预警技术有望实现锂离子电池火灾安全预警”

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科学技术日报记者崔爽

郑州大学介绍，郑州大学电气工程学院副教授金阳带领课题组研究，利用氢气检测技术可以更快地检测锂离子电池石墨负极表面微量锂枝晶的析出，当电池储能系统检测到氢气产生时，立即切断充电电源，完全引发火灾 研究成果最近发表在国际学术杂志《焦耳》上。

由于高能量密度等优点，锂离子电池已成为便携式设备、电动汽车、大规模储能中最具竞争力的储能技术之一，关系到人们的生产生活。 但是，目前商业化的锂离子电池，由于电解液的主要成分采用可燃性有机溶剂，以及锂离子电池固有的发热特性，在过充电和快速充电的情况下，有可能会产生锂离子，穿透隔膜，引起热失控等安全事故。

研究人员建立的原位光学和气体检测试验平台表明，锂离子电池在过充电早期产生氢气，氢气来源于石墨负极表面析出的金属锂和负极中的有机粘结剂的自发反应，可以利用这一点检测微量锂枝晶的析出 为了进一步验证该技术在实际应用中的比较有效性，在实际的储藏室进行了锂离子电池单元模块的过充电实验，结果表明，氢气比其他气体检测得最早，检测时间比浓烟早639秒，比模块着火早769秒 基于此，研究人员开展了更大规模的电池组过充电报警实验，检测氢气，切断充电电源，未见烟雾和明火发生，验证了氢气检测的安全报警效果。 由于电动汽车火灾事故屡见不鲜，给人们的生命财产安全带来了严重的危险，为实现对锂离子电池热失控的早期安全报警，需要探索能够快速、有效检测锂离子枝晶的方法。 该研究成果有望应用于电动汽车和规模化储能电厂，从而扼杀锂离子电池火灾的危险性。