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(照片来源:官方网站，伊利诺伊大学芝加哥工程学院，图:雷扎沙巴兹安-亚萨)

据国外媒体报道，锂电池可以使电动汽车行驶数百英里，其储存能量的能力是众所周知的，但这种电池着火的风险也是众所周知的，电池工作人员称这种现象为“热失控”(即电池积聚过多热量)。当电池过热或快速循环时，火灾最常发生。由于每年都有越来越多的电动汽车上路，因此也需要开发电池技术来降低发生危险和灾难性火灾的可能性。

伊利诺伊大学芝加哥工程学院的研究人员发布了一份研究报告，称石墨烯是21世纪的一种神奇材料，当锂离子电池着火时，它可能会吸收其中的氧气，从而降低火灾风险。

锂电池着火的原因是电池的快速循环或充放电以及电池中积累的高温。上述情况将导致电池内部的阴极(在大多数情况下，阴极是含锂的氧化物，通常是锂钴氧化物)分解并释放氧气。电解液在高温下会释放出易燃物质。如果氧气与这种易燃物质结合，就会发生自燃。

伊利诺伊大学芝加哥工程学院的机械和工业工程副教授、该论文的通讯作者雷扎沙巴兹安-亚萨说:“我们相信，如果有一种方法可以防止阴极释放的氧气与电池中的其他可燃材料结合，我们就可以降低发生火灾的可能性。”

结果表明，石墨烯是理想的解决方案，石墨烯是一种具有独特性能的超薄碳层。Shahbazian-Yassar和他的同事以前曾使用石墨烯来调节锂金属电池电极上锂的积累。

沙巴赞-亚萨和他的同事都知道氧原子不能从石墨烯片中渗出。此外，石墨烯还具有强度高、柔韧性好、导电性好等优点。他们认为，如果石墨烯被用来包裹锂电池的钴酸锂阴极的小颗粒，就可以防止氧气逸出。

首先，研究人员用化学方法改变石墨烯，使其具有导电性。接下来，他们将钴酸锂阴极电极的微小颗粒包裹在导电石墨烯中。当研究人员用电子显微镜观察涂有石墨烯的钴酸锂颗粒时，他们发现与不含石墨烯的颗粒相比，高温下释放的氧气明显减少。

接下来，研究人员将涂有石墨烯的颗粒与粘合剂结合，形成一个阴极，该阴极被整合到锂金属电池中。当研究人员测量电池循环过程中氧气的释放时，他们发现即使在非常高的电压下，几乎没有氧气从阴极逸出。即使经过200次充放电循环，锂金属电池仍然表现良好。

沙里菲-阿斯尔说:“与传统的锂金属电池相比，涂有石墨烯的阴极电池在快速循环后仅损失了约14%的容量，而在相同条件下，传统锂金属电池的性能下降了约45%。”

沙巴赞-亚萨说:“石墨烯是防止氧气进入电解质的理想材料。这种材料不透氧、导电、柔韧、强度高，能够承受电池的内部条件。此外，它只有几纳米厚，所以电池的质量不会额外提高。我们的研究表明，在阴极中使用石墨烯可以减少氧气的释放，这可能是一种显著降低电池着火风险的方法，这种电池为手机和汽车提供动力”。

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