最近一項實驗中,工程師做了一件通常會引致火災的事:他們用攝氏 3,600°F(約 1,982°C)的丙烷火槍直噴高容量電池。並無爆炸、無狂亂嘶嘶聲或有毒煙霧。事實上,火槍一關掉,火焰即刻消失。今週,MIT 分拆公司 PolyJoule, Inc. 正式揭開其第三代電池化學技術的面紗,這項技術設計為「自動熄滅」。當業界花費數十億美元試圖防止電池爆炸時,PolyJoule 卻打造出一款連燃燒都拒絕持續的電池。
自動熄滅特性
標準電池——無論係手機、Tesla 或大型電網儲存系統——都依賴鋰、鈷或鎳等金屬。這些金屬具反應性,易發生「熱失控」,這係一種可怕的多米諾效應,一個過熱電池芯會引發周邊大火。「電池唔應該起火。電池唔應該傳播火勢。電池唔應該着火,」PolyJoule 共同創辦人兼 CEO Eli Paster 表示。這係一個簡單論點,但業界一直難以解決。PolyJoule 的方案係有機材料。
電池芯內,鋰金屬火患已被創新組合取代:導電聚合物正極同液態鹽電解質。電池唔用金屬晶體結構,而是用導電聚合物儲存電荷。為證明其耐用性,公司發佈影片,顯示全尺寸電池芯承受丙烷火槍直噴內部組件。儘管極端高溫同可見氣體逸出,電池拒絕屈服於火焰。火槍一移開,火即刻自動熄滅,展現其他金屬基電池無法匹敵的熱穩定性。「易燃材料通常含反應性金屬,會自發同空氣同揮發液體反應。PolyJoule 電池的優勢係兩者皆無,」麻省理工學院化學 John D.
MacArthur 教授兼 PolyJoule 共同創辦人 Timothy Swager 表示。 这项第三代化學技術較首代能量密度提升 10 倍,壽命超過 10,000 次循環。整體而言,它消除鋰離子系統常見的熱失控風險、枝晶形成同複雜冷卻需求。有趣的是,這技術免除笨重冷卻系統,並利用本土供應鏈。由晶體金屬結構轉向穩定液態鹽同聚合物設計,為業界最大問題提供更簡單、本土來源方案:安全、供應鏈波動同操作複雜性。
隨全球奔向更綠電網,固定儲存需求急升。但隨安裝點靠近住宅同醫院,「大致安全」已唔夠。「PolyJoule 創造出一款可安全置於家居同商業場所的產品,使用不燃導電聚合物同液態鹽電解質,其蒸氣壓比鋰離子電池電解質低十億倍,」Swager 補充。公司定位此技術不僅為綠色替代,更為安心選擇。預計年內開始接受太陽能同工業安裝商申請。
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