斯坦福大学和SLAC的科学家重新设计了电流导体（用于将电流分配到电极和电极的薄金属箔），以使锂离子电池更轻，更安全，更高效。他们用涂有超薄铜的轻质聚合物层代替了全铜导体的中部（右上），并在聚合物层中嵌入了阻燃剂以熄灭火焰（右下）。资料来源：叶玉生/斯坦福大学，在电池集电器中增加了聚合物和防火保护，使其更轻便，更安全，效率提高了约20％。斯坦福大学和能源部SLAC国家加速器实验室的科学家以一种新的方式重新设计了最重的电池组件之一，从而使锂离子电池更轻，更安全，更高效，被称为铜或铝箔集电器。它们的重量减少了80％，任何火焰都将立即被扑灭。研究人员说，如果采用这项技术，就可以解决电池研究的两个主要目标：扩大电动汽车的行驶范围，降低笔记本电脑，手机和其他设备着火的风险。当电池超快充电时，这尤其重要，这会导致更多类型的电池损坏，从而引发火灾。该研究小组于2020年10月15日描述了他们在自然能源领域的工作。负责这项研究的斯坦福大学材料与能源科学研究所（SIMES）的研究员Yi Cui说：自重，直到现在，它们还没有成功地用于改善电池性能。 “但是在我们的研究中，使集电极重量减轻80％可以使锂离子电池的能量密度（在给定重量下可以存储多少能量）提高16-26％。与近年来的3％的平均增长率相比，这一增长率非常大。与锂离子电池集电器相比，斯坦福大学和SLAC科学家设计的新版本使电池更轻，更节能，更安全。通过用更便宜的聚合物代替铜并降低运输电池以进行回收的成本，它还可以降低成本。资料来源：Greg Stewart / SLAC国家加速器实验室急切地寻求减肥无论是圆筒形还是袋形，锂离子电池都有两个集电器，每个电极一个。它们将电流分配到电极中或从电极中分配出去，占某些大功率或超薄电池重量的15％至50％。剃光电池本身的重量对于制造更轻的设备并减轻电动汽车的重量是很理想的，电动汽车必须随身携带。每个给定的重量都存储更多的能量，从而使设备和EV在两次充电之间运行时间更长。崔说，通过降低回收电池的运输成本，减轻电池的重量和可燃性也将对回收产生重大影响。崔氏实验室的博士后研究员叶玉生（Yusheng Ye）与访问学者周连阳进行了实验。他说，电池行业的研究人员一直在试图通过使集流体变薄或变多孔来减轻其重量。必要的副作用，例如使电池更易碎或化学不稳定，或需要更多的电解质，从而增加了成本。关于安全问题，他说：“人们还试图在电池电解液中添加阻燃剂。电解质是易燃的部分，但是只能在电池变得粘稠并且不能再良好地传导离子之前添加太多。斯坦福大学的一项研究由大学和SLAC进行研究，由当今的商用集电器（上排）制成的锂离子电池在明火下会着火，并严重燃烧，直到所有电解质都燃烧掉。新的阻燃剂收集器（下排）产生的电池产生了微弱的火焰，火焰在几秒钟内熄灭，即使科学家试图重新点燃它们，也没有再次爆发。资料来源：叶玉生/斯坦福大学设计的聚合物箔三明治经过头脑风暴的问题后，崔烨设计了与研究生刘亚元进行的实验，以制造和测试一种基于聚酰亚胺的轻质聚合物的集电器，该聚合物可以耐火并可以承受高温通过快速的电池充电。阻燃III型磷酸苯酯或TPP嵌入的聚合物，然后在两个表面的超薄铜层上涂覆。铜不仅可以分配电流，还可以保护聚合物及其阻燃剂。叶说，与当前版本相比，这些变化使集电器的重量减少了80％，这意味着各种类型的电池的能量密度增加了16-26％，并且在相同的电流下