开发不可燃电解质以防止锂离子电池热失控
韩国科学技术院(KIST，院长 Seok-Jin Yoon)宣布，由储能研究中心的 Minah Lee 博士和韩国科学技术院的 Dong-Hwa Seo 教授领导的合作研究小组(韩国科学技术院)和博士。韩国工业技术研究院 (KITECH) 的 Yong-Jin Kim 和 Jayeon Baek 通过定制线性有机碳酸酯的分子结构，开发出一种在室温下不起火的不易燃电解质，以防止锂离子电池起火和热失控。
随着中型和大型锂离子电池在电动汽车和储能系统(ESS)中的使用不断扩大，对火灾和爆炸的担忧日益增加。当电池因外部冲击、滥用或老化而短路时，就会发生电池火灾，热失控现象伴随着一系列放热反应，导致火灾难以扑灭，造成人身伤害的风险很高。特别是锂离子电池商业电解液中使用的直链有机碳酸酯闪点低，即使在室温下也容易着火，这是起火的直接原因。
迄今为止，为了降低电解液的可燃性，已广泛采用对溶剂分子或高浓度盐进行强化氟化。结果，电解质中的锂离子传输减少或与商业电极不相容，限制了它们的商业化。
通过同时对碳酸二乙酯(DEC)分子(商业锂离子电池电解液中使用的典型直链有机碳酸酯)进行烷基扩链和烷氧基取代，研究人员开发了一种新型电解液——碳酸二(2-甲氧基乙基)酯(BMEC)，通过增加分子间相互作用和溶剂化能力来提高闪点和离子电导率。BMEC溶液的闪点为121°C，比传统DEC溶液高90°C，因此在传统电池运行的温度范围内不会点燃。BMEC 可以比其简单的烷基化对应物碳酸二丁酯(DBC)更强地解离锂盐，通过增加分子间相互作用来解决降低可燃性时锂离子传输速度较慢的问题。因此，
此外，与传统电解液相比，新型电解液减少了37%的可燃气体逸出和62%的热量产生。研究团队通过将新型电解液与高镍正极和石墨负极相结合，展示了1Ah锂离子电池超过500次循环的稳定运行。他们还对充电 70% 的 4Ah 级锂离子电池进行了钉刺测试，并确认热失控受到抑制。
KIST 的 Minah Lee 博士表示：“这项研究结果为设计不可燃电解质提供了新方向，但不可避免地牺牲了电化学性能或经济可行性。” “所开发的不可燃电解质具有成本竞争力，并且与高能量密度电极材料具有出色的兼容性，因此有望应用于传统的电池制造基础设施。最终，它将加速具有优异热稳定性的高性能电池的出现。 ”
KITECH 的 Jayeon Baek 博士表示：“本研究开发的 BMEC 解决方案可以使用低成本催化剂通过酯交换反应合成，并且易于扩大规模。未来，我们将开发使用 C1 气体(CO 或 CO2)的合成方法，以实现进一步提高其生态友好性。”
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