【香港中文大学科学家研究出不起火的电池】（CNN）从智能手机到汽车，各种设备中都含有锂离子电池。虽然如果储存和充电正确，锂离子电池通常非常安全，但已有数千起锂离子电池起火的记录——有时甚至会造成致命后果。世界各地的研究人员正致力于通过开发更安全的电池来解决这个问题，例如用更耐火的固体或凝胶代替液态电解质。然而，这些解决方案需要对现有生产线进行重大改造，这阻碍了其广泛应用。现在，香港中文大学的一个研究团队提出了一种锂离子电池设计变更方案，该方案可以快速融入到当前的制造方法中，因为它仅仅涉及更换现有电解液中的化学物质。今年早些时候，由现任弗吉尼亚理工大学博士后研究员孙悦领导的一项研究详细介绍了该方法：“我认为人们最难理解的一点是，当你试图优化性能时，有时会牺牲安全性，”她解释说，提高性能需要关注在室温下发生的化学反应，而提高安全性则侧重于在高温下发生的反应。“所以我们想出了一个办法来打破这种权衡，设计一种温度敏感材料，这种材料在室温下可以表现出良好的性能，同时在高温下也能提供良好的稳定性。”电池起火通常是由于电解液在压力下分解并释放热量引发连锁反应造成的。孙和她的同事们设计了一种新型电解液，其中包含两种溶剂，可以有效阻止这种连锁反应。在室温下，第一种溶剂能保持电池的化学结构紧密，从而优化性能；但如果电池开始发热，第二种溶剂就会发挥作用，通过松开该结构并减缓可能导致热失控的反应来防止起火。在实验室测试中，采用这种新型设计的电池被钉子刺穿后，温度仅升高了3.5摄氏度（38.3华氏度），而传统电池则会飙升至555摄氏度（1031华氏度）。研究人员表示，这种设计不会对电池的性能或耐久性产生负面影响，并且在1000次充电循环后仍保持了80%以上的容量。“由于我们的发明是电解液，因此可以很容易地将其应用到市售系统中——你基本上只需要更换新的电解液即可，”香港中文大学机械及自动化工程教授、该研究的作者之一卢宜君说。卢补充道：“在制造过程中，最困难的部分是电极，也就是固体部分。但我们更换的电解液是液体，所以可以直接注入电池中，无需任何新设备或新工艺。”新的化学配方会略微增加制造成本，但卢教授表示，规模化生产后，价格将与现有电池“非常接近”。研究人员有意将这项技术商业化，目前正在与电池制造商洽谈，以期将该设计推向市场。卢教授表示，这可能需要三到五年时间。在测试中，研究人员制造出了足以给平板电脑供电的电池，但卢表示，还需要更多的“验证”才能将该设计扩展到汽车等设备所需的尺寸。参与这项研究但未参与其中的锂电池安全领域研究人员在接受CNN采访时，对这项研究表示了积极评价。美国国家可再生能源实验室高级科学家唐纳尔·芬尼根在一封电子邮件中表示，这项新设计是一项令人振奋的进展，它意味着电池能够承受高温和短路而不引发火灾：“这种经过精心选择的电解液溶液具有可扩展性，并且不会显著影响电池的循环寿命，这有助于消除商业电池系统大规模应用的诸多障碍。”弗吉尼亚大学化学工程教授加里·科尼格表示，这项研究探索了一系列电解液成分，并找到了既能保证电池循环寿命长，又能保持高温稳定性的方案。他在一封电子邮件中写道：“从制造角度来看，只要没有出现无法预见的工艺兼容性问题，采用新的电解液可以在相对较短的时间内完成。”德克萨斯农工大学化学工程教授豪尔赫·塞米纳里奥在一封电子邮件中表示，这项新设计解决了高能量锂离子电池面临的最关键挑战之一，即兼顾安全性和性能：“这项研究极具创新性和影响力，为锂离子电池安全的关键瓶颈提供了一个切实可行的解决方案，”他补充道。
