如何降低燃燒風險，美科學家研製防火輕型電池

科技新報
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近期傳出電動車廠為避免電池起火意外，從各州召回自家電動車，類似事件讓愈來愈多人注意到電池的安全重要性。不過這其實也是科學家亟欲緩解的電池風險之一，有些團隊從電極著手、有些是研發防火的固態電解質，最近美國科學家也研發有成，不僅有機會解決起火風險，還一併降低電池重量。

不管是方形的鋰離子電池、還是圓型的鋰離子電池，其組成都包括陽極、陰極、隔離膜、電解質和兩個集電體（Current Collectors），陽極和陰極分別儲存鋰，電解質則是負責將帶正電的鋰離子從陽極輸送到陰極。集電體則是陰陽兩極各一個，電流要進出電極就要通過集電體，研究者出，集電體的重量約為大功率或超薄電池的 15% 到 50%，如果可以減輕集電體的重量，自然就能讓電池與電動車「一身輕」。

對於提高電池安全性，史丹佛大學與美國能源部 SLAC 國家加速器實驗室則是從集電體著手，他們透過防火與耐高溫的聚酰亞胺聚合物製做出全新的集電器，其中也添加了阻燃劑磷酸三苯酯（TPhP），外層則是塗上一層銅，當作保護層以及導電用。

博士後研究員 Yusheng Ye 指出，雖然現在也有科學家在電池電解質中添加阻燃劑，但若添加過多也會降低鋰離子傳遞效率。目前這個研究結果也符合期待，像是集電體的重量降低 80%，意味這能量密度增加 16~26%，電流傳遞的效率也沒有變低。

其防火效果也是優於一般的電池，若用打火機放火，商用軟包電池立刻燃燒、直到電解質燃燒殆盡才熄滅，而改用新的集電體後，雖然還有小小火苗，但還是很快就熄滅了，就算想再放一把火也燒不起來。

研究團隊指出，新的集電體容易製造，而且也具有便宜優勢，畢竟新型設計是採用低成本聚合物與銅金屬，商業規模製造應該非常可行應該易於製造，目前團隊已經透過史丹佛大學申請專利，與進一步與電池製造商商討可行性。

（首圖來源：SLAC）