在適當的位置設置間隙可以防止鋰離子電池爆炸

鋰離子電池在大多數情況下都是安全的，但是如果電池過度充電或者內部短路，就可能著火和爆炸。不幸的是，這種情況經常發生，偶爾還會出現電池著火傷人事件，這令制造商十分頭疼。

鋰電池由于容量高、能量存儲成本低，因此需求不斷增長，所以工程師們提出了許多能讓電池更加安全的建議。如今，美國加州卡爾斯巴德的Amionx公司在電池安全方面有所突破，其技術進一步降低了電池爆炸的風險，并有望在2019年底前獲得商業產品使用許可。

首先快速了解一下：鋰離子電池以正電荷鋰離子和負電荷電子的形式儲存化學能，然后通過同時將電子和離子從正極輸送到負極來將化學能轉化為電能。

電子和離子走不同的路徑：電子穿過外部電路為設備供電，離子在鋰電池的中間移動。離子流過電解液，電解液由一種帶孔的薄聚合物（稱為分離器）構成，該分離器浸泡在有機溶劑中并加入鋰鹽。為了傳送電子，在兩個電極的外緣上都設有一個被稱為電流收集器的金屬片。

SafeCore是Amionx公司的專利電池技術，該技術能降低電池因熱失控而爆炸或著火的風險。當電池在高壓下過度充電或兩個電極之間發生內部短路，使溶劑汽化時，就會著火或爆炸。為了防止這種情況發生，Amionx在每個電極和各自的電流收集器之間插入了一層超薄的材料（厚度只有1到5微米，小于人的頭發直徑）。（該公司不愿透露其使用的具體材料，只說這種材料價格便宜，而且隨處可得。）

當電流、電壓或溫度突然上升時，該材料迅速分解，并在電池內形成氣隙。其結果是，電子不再能輕易地從電極移動到電流收集器，而是被傳送到另一端。“它就好比是保險絲，”Amionx首席運營官比爾?戴維森（Bill Davidson）說，“實際上我們在電池內部制造了一個缺口，切斷了電流。”

電池應該是緩慢而安全地釋放能量，而不是一次釋放全部能量。在電池中增加SafeCore層會使電池的容量降低1%~3%，但Amionx表示，這也會延長電池的壽命。Amionx目前正嘗試將SafeCore授權給制造商，該公司的高管認為，該產品特別適合家庭儲能系統和電動汽車，因為人們非常重視這些領域的安全問題。

與其他致力于先進電池技術的初創公司不同，Amionx并非從零開始——它由美洲鋰能公司（American Lithium Energy，ALE）拆分而來，該公司為美國軍方設計定制鋰離子電池的歷史已有十多年。Amionx還吸引了美國高通公司的投資，并發布了一份白皮書。

佐治亞理工學院的化學工程師保羅?科爾（Paul Kohl）和堪薩斯大學的機械工程師方華臻都表示，Amionx在電池安全方面使用了前所未有的獨特技術。其他電池技術的研究主要集中在分離器、電解液或電池周圍的電路。方華臻說：“相較其他研發工作而言，該技術更加實用，更適合在短期內商業化。”

科爾表示，一些制造商使用劣質材料，質量控制做得不到位，生產的電池更容易起火，SafeCore可能無法改變現狀。這些制造商也不太可能獲得SafeCore許可。他說：“這項技術確實了不起，但未來它對電池安全的貢獻可能不大。”