鋰電池使電動汽車一次充電可以行駛幾百英里。它們儲存能量的能力是眾所周知的，但它們偶爾著火的傾向也是眾所周知的電池研究人員將這種現(xiàn)象稱為熱失控。當電池過熱或快速循環(huán)時，這些火災發(fā)生得最頻繁。

隨著每年有越來越多的電動汽車上路，電池技術需要適應以減少這些危險和災難性火災的可能性。

鋰電池著火的原因包括快速循環(huán)或充放電，以及電池內(nèi)的高溫。這些條件會導致電池內(nèi)部的陰極在大多數(shù)鋰電池中，陰極是含有鋰的氧化物，通常是鋰鈷氧化物分解并釋放氧氣。如果氧氣與電解質(zhì)在足夠高的熱量下分解釋放出的其他易燃產(chǎn)品結(jié)合，就會發(fā)生自燃。如果有一種方法,以防止氧陰極和混合電池與其他易燃產(chǎn)品,我們可以減少火災發(fā)生的可能性,

結(jié)果表明，一種熟悉的材料為這個問題提供了一個完美的解決方案。這種材料就是石墨烯一種具有獨特性質(zhì)的超薄碳原子層。

石墨烯片對氧原子是不滲透的。石墨烯還具有強度高、柔韌性好、可導電等優(yōu)點。如果將鋰電池的鈷酸鋰陰極的非常小的顆粒包裹在石墨烯中，就可能阻止氧氣逸出。

首先，研究人員用化學方法改變石墨烯，使其具有導電性。接下來，他們將鋰鈷氧化物陰極電極的微小顆粒包裹在導電石墨烯中。當他們用電子顯微鏡觀察石墨烯包裹的鋰鈷氧化物顆粒時，他們發(fā)現(xiàn)，與未包裹的顆粒相比，高溫下氧的釋放明顯減少。

接下來，他們用一種結(jié)合材料將包裹的粒子捆綁在一起，形成一個可用的陰極，并將其并入金屬鋰電池中。當他們測量電池循環(huán)過程中釋放的氧氣時，他們發(fā)現(xiàn)即使在非常高的電壓下也幾乎沒有氧氣從陰極中逸出。即使在200次循環(huán)之后，鋰金屬電池仍然表現(xiàn)良好。

與傳統(tǒng)的鋰金屬電池相比，包裹式陰極電池在快速循環(huán)后僅損失了約14%的容量，而在相同條件下，傳統(tǒng)鋰金屬電池的性能下降了約45%。石墨烯是阻止氧氣進入電解質(zhì)的理想材料。它是不透氧的，導電的，靈活的，是足夠強大的承受條件下的電池。