突破高温环境下电池隔膜技术瓶颈

中国科学院研发新型耐高温聚酰亚胺隔膜，提高锂离子电池安全性

感谢IT之家网友的线索投递！近日，中国科学院近代物理研究所材料研究中心的科研人员与兰州大学、先进能源科学与技术广东省实验室等相关团队成功合作，利用离子径迹技术研制出用于高性能锂离子电池的聚酰亚胺耐高温隔膜。
这一重要研究成果于11月5日发表在美国化学学会纳米期刊（ACSNano）上。

锂离子电池作为现代电子产品的核心组件之一，其性能的提升一直是科研领域的热点话题。
隔膜是锂离子电池的关键部件之一，具有隔绝正负极和传导锂离子的功能，对电池的安全性至关重要。
随着科技的发展，商用锂离子电池的能量密度不断提高，已达300瓦时每千克，未来还有望进一步提升。
在追求更高能量密度的过程中，电池的安全性不能忽视。

传统聚烯烃隔膜由于热稳定性差、孔隙结构不均一，在高温下容易收缩，造成电池内部短路和引发热失控，这对电池的安全使用构成了严重威胁。
因此，研发一种具有高安全性、耐高温、性能稳定的隔膜显得尤为重要。

在此背景下，中国科学院的科研人员针对聚酰亚胺开展了深入研究。
聚酰亚胺因热稳定性优异、机械强度高、化学稳定性良好被视为是高安全性隔膜的理想选择。
科研人员依托兰州重离子研究装置（HIRFL），开发出基于离子径迹技术的耐高温聚酰亚胺隔膜制备新工艺。

该制备工艺的隔膜相较于传统聚烯烃隔膜具有显著优势。
其机械强度高达150.6兆帕，耐高温性能卓越，在450摄氏度下结构不收缩。
其孔径分布窄，孔径标准差小于6%，孔道结构垂直排列，这有助于提高电池的离子传导效率和电池性能。
使用该隔膜的锂/锂对称电池在3毫安每平方厘米的条件下可稳定循环1200小时，表现出优异的锂枝晶抑制能力。
同时，磷酸铁锂电池在使用该隔膜后，在常温下可稳定循环1000次，容量保持率为73.25%，并表现出优异的高温性能，可在150摄氏度的环境温度下正常工作。

这一研究工作为开发可靠的具有耐高温高性能锂离子电池隔膜和工艺提供了新的思路。
该工作的第一作者为近代物理所博士研究生张琦忠和兰州大学博士研究生陈林景，通讯作者为近代物理所刘杰研究员和姚会军研究员。
这一重要成果得到了先进能源科学与技术广东省实验室、国家自然科学基金的支持。

据了解，该新型隔膜的研制成功有助于提高锂离子电池的安全性，推动其在电动汽车、储能系统等领域的应用。
未来，随着科技的不断发展，这种新型隔膜有望大规模应用于商业化生产，为人们的生活带来更多便利和安全保障。

中国科学院近代物理研究所材料研究中心的科研人员与兰州大学、先进能源科学与技术广东省实验室等相关团队的这一重要成果为锂离子电池领域的发展带来了新的突破。
这一新型耐高温聚酰亚胺隔膜的研制成功将为提高锂离子电池的安全性、推动其广泛应用提供有力支持。

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