中国团队开发了耐高温电池隔膜制备的新技术，有助于提高锂电池的安全性

北京11月10日，中新网 长期以来，锂电池由于充电过程中可能突然发生高温，存在安全隐患，以及如何解决这些问题，备受关注。

11月10日，记者从中国科学院现代物理研究所获悉，该研究中心的研究团队与兰州大学、先进能源科学与技术广东省实验室等相关团队合作。近日，依托兰州重离子加速器的大科学装置，利用离子径迹技术研究开发了聚酰亚胺耐高温隔膜制备高性能锂离子电池的新技术，将有助于提高锂电池及其充电安全性。

聚酰亚胺离子径迹膜(左侧)和传统多孔隔膜(右侧)的安全特征示意图。中国科学院现代物理研究所/供图

近日，这篇关于锂电池材料领域重要研究进展成果的论文在《美国化学学会纳米期刊》专业学术期刊上发表。(ACS Nano)上面发表的，论文的第一作者和通讯作者都来自中国科学院现代物理研究所。

据介绍，隔膜作为锂离子电池的核心部件之一，具有阻隔正负、传导锂离子的作用，对于电池的安全尤为重要。现在，商用锂离子电池的能量密度可以达到每公斤300瓦，并且有望进一步提高。但是，在追求锂电池更高能量密度的同时，安全问题也不容忽视。常规聚烯烃隔膜热稳定性差，孔隙结构不均匀，在高温下易收缩，造成电池内短路，造成热失控。

聚酰亚胺因其优异的热稳定性、高机械强度和良好的耐化学性而被视为高安全隔膜的理想选择。因此，对聚酰亚胺进行深入研究，开发具有均匀孔道结构的聚酰亚胺隔膜，实现可控制，对于充分发挥隔膜在提高电池安全性方面的作用非常重要。

在这项研究中，中国科学院现代物理研究所的研究团队和合作伙伴依托兰州重离子加速器，开发了基于离子径迹技术的耐高温聚酰亚胺隔膜制备新技术。与传统聚烯烃隔膜相比，制备的隔膜具有明显的优势，机械强度高达150.6兆帕，耐高温性能优异(450℃下结构不收缩)，孔径分布窄(孔径标准差＜6%)，垂直排列孔道结构(迂曲度为1)。

研究小组指出，在每平方厘米3毫安的情况下，使用聚酰亚胺耐高温隔膜的锂/锂对称电池可以稳定循环1200小时，在锂金属电极表面实现对称致密的锂沉积，说明其具有优异的锂枝晶体抑制能力。另外，在常温下，使用该隔膜的磷酸铁锂软包电池可以稳定循环1000次，容量维持率为73.25%，并且具有优异的高温性能，可以在150℃的环境温度下正常工作。

这次探索的磷酸铁锂软包电池的长循环性能对比。中国科学院现代物理研究所/供图

研究小组表示，他们最新的研究成果为开发耐高温高性能锂离子电池隔膜和工艺提供了新的思路，将成为提高锂电池安全性的有效途径和手段之一。(中国团队开发了耐高温电池隔膜制备的新技术。 帮助提高锂电池的安全性)

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