在介绍这款神奇的电解液之前，先向大家介绍一种有趣的现象——剪切增稠，顾名思义，就是液体在受到突然的剪切力时，粘度瞬间增大，这种液体也称为非牛顿液体，话不多说上视频。

　　剪切增稠液体最大的特点是在常态下呈现出良好的流动性，但是在突然遭遇到剪切力时会变的坚韧无比，这也是上面视频中为什么当锤子缓慢的放在玉米淀粉溶液中时，会陷入其中，反而是在快速敲击液体时反而被反弹回来的原因，目前这一技术已经在军事上被用来制作防弹衣，保护士兵免受子弹的伤害。

　　在电动汽车的使用中可能会面对碰撞等高能事件，这可能会导致锂离子电池在巨大的冲击下发生内部短路等安全问题，而剪切增稠液体在面临剪切力时所呈现出的强度增强的特点，为我们保护锂离子电池免受冲击伤害，提供了新的思路。

　　近日美国橡树岭国家实验室的Gabriel M. Veith提出了一种基于剪切增稠液体的电解液方案，该电解液突出的特点是在正常状态下，电解液是呈现出液体状态，但是在遭遇到突然的剪切力时则会呈现出固体一样的状态，从而避免锂离子电池发生内部短路，提高动力电池在车辆碰撞过程中的安全性。

　　锂离子电池现有的电解液很好的适应了锂离子电池的电化学特性，保证锂离子电池良好的性能，但是其易燃的特性也为锂离子电池埋下了安全隐患，为了将传统的锂离子电池转变为剪切增稠型液体，提高锂离子电池的安全性，Gabriel M. Veith在其中增加了插入粒子（二氧化硅），在遭遇到冲击、砍削和穿刺等突然剪切时二氧化硅颗粒能够瞬时增加电解液的强度从而对电池形成保护。

　　试验中分别采用了气相法二氧化硅、硅藻土和实验室制备的Stober二氧化硅，将上述硅颗粒分别与1.2M的LiPF6电解液按照不同的比例混合，试验发现5-30%重量分数的气相法二氧化硅溶液在初始的时候都呈现出了凝胶状态，当承受剪切力时，表现出了剪切变稀的状态，也就是在剪切时，电解液的粘度发生了下降。而其他两种氧化硅材料混合电解液则都呈现出剪切增稠状态，从下图的试验数据可以看到，几乎在给电解液施加剪切力的一瞬间，电解液的粘度就发生了快速的上升，而且随着重量分数的增加，电解液的粘度增加也越明显。

　　为了理解这三种硅材料分散电解液在剪切力下不同的反馈，Gabriel M. Veith使用了光散射测量技术对其进行研究，结果显示电解液中高度单分散（<0.01）二氧化硅颗粒能够使的电解液在承受剪切力时表现出剪切增稠的状态，但是多分散（>0.1）的二氧化硅颗粒则会使的电解液在承受剪切力时呈现剪切变稀的状态。Gabriel M. Veith认为剪切增稠的原理为，在二氧化硅颗粒分散在电解液中能够形成稳定的、均匀分散的混合溶液，但是在遭遇到剪切时，这些二氧化硅颗粒会变的极不均匀，或者团聚到一起，阻止液体继续流动，从而达到剪切增稠的效果。

　　电解液最基本的功能还是实现正负极之间的Li+传导，因此离子电导率也是我们非常关注的一点，Gabriel M. Veith采用频率反馈测量仪对上述电解液的离子电导率进行了测量，结果如下图所示。从结果上可以看到，添加25%的Stober氧化硅材料后使得电解液的电导率降低了约25%，但是电解液的活化能没有发生变化，分别为11.7和11.4KJ/mol。电导率的降低主要是因为添加二氧化硅颗粒后，使得电解液发生了稀释，但是并不会影响锂离子电池在低倍率下的性能，后续还可以采取手段提高电解液的例子电导率。

　　为了检验这样一款剪切增稠型电解液的实用性，Gabriel M. Veith利用NCM111/石墨电池对该电解液进行了评估，电解液采用含有20%二氧化硅的电解液（需要注意的是由于该电解液的流变特性，使得我们无法采用泵输送电解液，只能进行缓慢的加注）。经过多次循环，电池的放电曲线没有发生明显的变化，表明该电解液对电池性能没有负面的影响

　　Gabriel M. Veith利用钢球冲击试验验证了该电池在面临突然冲击时的性能，实验时首先将一个1.27cm的不锈钢小球放置在电池的表面，在距离不锈钢球43cm的上方，放置一个重量为1.923kg的黄铜球，黄铜球坠下后，将能量传递给不锈钢球，再传递给电池。电池在测试过程中的电压变化如下图所示。可以看到普通电解液电池在冲击后电池发生短路，电压迅速下降。而采用剪切增稠型电解液的电池则只在电池冲击的一瞬间发生了电压波动，随后电压及恢复正常。表明在面临冲击等风险时，剪切增稠型电解液能够显著的改善了电池的安全性。

　　剪切增稠型电解液使得电池在发生冲击过程中，电池的强度瞬间提高，避免电池内部发生短路，提高了锂离子电池安全性，这一点在动力电池使用过程中非常重要，在发生车祸的过程中能够保护电池组免受冲击的伤害，减少起火燃烧的风险。