近兩年來，空難事故頻發，這樣人們不禁擔心起這種昂貴交通工具的安全性，也讓各國科學家們將提高飛機的安全性提上了日程。最近，美國研究人員從凱夫拉（Kevlar）纖維中提取出一種納米纖維，這種納米纖維將被用于電池電極及鋰離子電池之間的隔離板，從而有效地防止電池爆炸導致的空難。

 

Kevlar是防彈背心中常用的材料，如今可被用來開發抑制金屬卷須生長的隔離層——這種金屬卷須可能成為鋰電池中不利于電流路徑以及導致失控起火的來源。如果實驗順利的話，包含這種技術的隔離板預計在2016年第四季展開大量生產。

 

與碳納米管等其他超堅固的材料不同，Kevlar是一種絕緣體，這項特性非常適合用于打造防止電池兩極之間發生短路所需的隔離層。

 

鋰離子電池的作業原理是在兩極之間來回傳遞鋰離子，從而形成電荷不平衡，而由于電子無法通過兩極之間的薄膜，改由通過電路而起作用。但是，如果薄膜上的孔洞太大，鋰原子會自動聚集形成樹狀晶，最終戳穿薄膜。一旦穿透薄膜達到另一端電極，鋰原子將會在電池中形成電路，導致電池短路。使電池發生爆炸并起火。

 

“蕨形的樹狀晶由于具有納米級尖刺，特別難以隔離阻擋，”研究人員表示，“因此，更重要的是這些纖維必須形成比尖刺尺寸更小的孔隙。”

 

在其他薄膜上的孔隙寬度約有幾百納米，或幾十萬分之一公分，然而，包含納米纖維的薄膜孔隙約為15至20nm。這已足夠大到讓個別的鋰離子通過，但又夠小足以阻止20-50nm的蕨狀結構通過。研究人員們以緊密層迭纖維的方式制造薄膜。這種方法可使讓塑料中的鏈狀分子保持延展性，這對于實現電極之間的鋰離子導電率至關重要。

 

由于Kevlar的抗熱性高，其薄膜在起火后得以幸免的機率比目前使用的大部分薄膜更高，因而有助于實現更安全的電池。

 

目前，科學家們正在嘗試改變鋰離子的流動，從而獲得更快的充放電速度，由于本身輕薄的特點，采用這種隔離板的電池還將有可能減少體積。目前已經有30家企業對該項發明表示了興趣，并且期待獲得樣品。