新加坡南洋理工大學(NTU)的科學家們發明了一種可以通過提供額外保護層防止短路的電池元件，短路是锂離子電池起火的主要原因。這種“防短路層”可以很容易的添加到锂離子電池內部，防止充電期間出現短路。
防止锂電池起火迫在眉睫
锂電池，來源：NTU官網
全球電池需求將會不斷增長，至2030年，僅電動汽車每年就需要2700GWh锂離子電池，相當于約2250億塊手機電池。
雖然正常使用的锂電池起火概率很低，預期故障率不到百萬分之一，但2020年，新加坡出現了26起助動車火災和42起個人移動設備火災。找到防止電池起火的方法是當務之急。
爲什麽锂電池會起火
在大多數锂離子電池火災中，起因在于锂枝晶積聚。當電池充電時，枝晶穿透電池正負極之間的隔板，從而造成短路並引起火災。爲了防止發生短路現象，該校材料科學和工程學院的Xu Zhichuan教授及其團隊發明了一種額外的“抗短路層”，可將其覆于隔板上，以阻止枝晶接觸正極。
锂電池，來源：NTU官網
新技術如何防止锂電池起火
NTU儲能和可再生能源及低碳發電組主任Xu Zhichuan教授解釋稱，“我們知道，當锂離子電池工作時，在充放電循環過程中，锂離子必須在正負極之間移動。然而，對于當前的商用锂離子電池來說，這意味著枝晶形成是無法避免的。爲了阻止枝晶形成，我們決定利用其固有性質，在隔板上額外塗覆一層導電材料，以便這些枝晶與之接觸。一旦枝晶形成連接，就無法再繼續生長，從而阻止其影響另一側。”
锂離子電池可以比作圖書館裏兩個相對的書架（正極和負極），由過道（隔板）隔開。當電池充電時，锂離子從正極移動至負極；放電時，反之亦然。NTU的“抗短路層”（anti-short layer）類似于將圖書館的桌子放在兩個書架之間的過道中。當用過的書逐漸堆積，快要碰到圖書館的桌子時，就會在那裏停下來，便于圖書管理人員繼續整理另一側。
防止锂電池起火的原理
研究人員在50多個具有不同锂離子電池成分的電池中測試了這一發明，得出結論，即使在電池超期使用的情況下，充電階段也沒有檢測到短路。
研究人員認爲，防短路層是電池制造中常見的一種材料。采用這項技術後，團隊估計成本將比現有锂離子電池生産成本高出5%左右。較低的價格使公司很容易采用並升級新技術。
這項技術目前正在申請專利並由NTU的創新企業公司NTUitive進行商業化運作。
Durapower集團執行長Kelvin Lim表示：“這項新發明將有助于提高锂離子電池的安全性和壽命，從而延長電動汽車的行駛裏程，以及電池儲能解決方案的運行時間。”
Xu zhichuan 教授（右），來源：NTU官網
能源儲存技術公司V-Flow Tech的執行長兼聯合創始人Avishek Kumar博士表示：“這項發明解決了锂離子儲能解決方案中最關鍵的熱失控問題，將成爲大規模采用锂離子儲能技術的最大推動因素之一。”
