電動汽車中常用的電池類型之一便是鋰離子電池，但是因碰撞或是其他對汽車施加的沖擊會導(dǎo)致鋰離子電池起火或爆炸，沖擊會導(dǎo)致電極內(nèi)部短路，因“熱失控”，小火會蔓延至整個電池以及汽車的其他部分。

美國阿克倫大學(xué)高分子科學(xué)副教授YuZhu博士表示：“盡管大家在電池?zé)峁芾矸矫嬉呀?jīng)做出了很大的努力，但是最近電動汽車電池起火和爆炸的事故還是讓公眾很擔(dān)憂。在大多數(shù)情況，電池只有受到外部沖擊或撞擊等不正常的情況下，才會著火。”

YuZhu博士和其團(tuán)隊合作，通過創(chuàng)造一個“剪切增稠”電解質(zhì)(一種能夠在沖擊下變得更加濃稠的物質(zhì))，以提升鋰離子電池的安全性。

該電解質(zhì)放置在正極和負(fù)極之間，使正極和負(fù)極能夠抗擊沖擊，因而在任何碰撞事故下，都不會引起電池起火或爆炸。而在正常情況下，該新型電解質(zhì)會保持柔軟狀態(tài)。

YuZhu博士表示：“電動汽車中鋰離子電池的正極和負(fù)極被一個非常柔軟的薄膜以及液體電解質(zhì)分離開，只將液體電解質(zhì)替換成固體電解質(zhì)仍是一項極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，因為此兩種電解質(zhì)都是多孔結(jié)構(gòu)，需要液體填充孔隙。因此，我們在正常情況下，仍使用類似液體的電解質(zhì)，但是在沖擊情況下，該液體電解質(zhì)可以增強(qiáng)自己的機(jī)械強(qiáng)度，因此，我們研發(fā)出剪切增稠電解質(zhì)。”

可以將該電解質(zhì)想象成水與面粉的混合物，當(dāng)用手慢慢攪拌面粉和水時，會感受到一絲阻力。但是，如果加快攪拌速度，會明顯感覺到很大的阻力。事實上，保齡球可以在水與面粉形成的表面上反彈回來，水與面粉組成的表面在受到?jīng)_擊的情況下，表現(xiàn)猶如固體。

具有此種特性的液體稱為膨脹物，是一種非牛頓流體。如果電解質(zhì)也是一種膨脹物，則其可在電池受到外部沖擊時，防止電池短路。但是，制成剪切增稠電解質(zhì)可比混合面粉和水要困難得多了，因為電解質(zhì)的成分很復(fù)雜，包含不同的離子、溶劑和各種添加劑。

Zhu表示，在初步研究中，我們展示了一種改性低成本玻璃纖維，能夠生產(chǎn)剪切增稠電解質(zhì)，而此類電解質(zhì)可與商用鋰離子電池兼容，表現(xiàn)出非常好的抗沖擊性能。與傳統(tǒng)的液體電解質(zhì)相比，此類剪切增稠電解質(zhì)不會顯著降低鋰離子電池的性能。

在受到?jīng)_擊時，該電解質(zhì)會立刻成為固體，并且會因剪切增稠效應(yīng)，產(chǎn)生更大的力以對抗外部沖擊。該解決方案可作為電池組外部熱管理系統(tǒng)的補(bǔ)充方案，因為電池組外部熱管理系統(tǒng)往往無法應(yīng)對電池突然遭受外部沖擊的情況。

此外，Zhu表示該研究除了可以提升鋰離子電池的安全性，特別是提升用于電動汽車的鋰離子電池的安全性，還可用于其他用途，如用于防彈儲能設(shè)備。