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隔膜作為鋰離子電池的關(guān)鍵部件之一，具有隔絕正負極和傳導(dǎo)鋰離子的功能，對電池的安全性至關(guān)重要。傳統(tǒng)聚烯烴隔膜熱穩(wěn)定性差、孔隙結(jié)構(gòu)不均一，在高溫下容易收縮并造成電池內(nèi)部短路，引發(fā)熱失控。聚酰亞胺因熱穩(wěn)定性優(yōu)異、機械強度高、化學(xué)穩(wěn)定性良好，被視為高安全性隔膜的理想選擇。

科研人員依托蘭州重離子研究裝置，開發(fā)出基于離子徑跡技術(shù)的耐高溫聚酰亞胺隔膜制備新工藝。他們制備的隔膜相較于傳統(tǒng)聚烯烴隔膜優(yōu)勢明顯，其機械強度高達150.6兆帕、耐高溫性能卓越（450攝氏度下結(jié)構(gòu)不收縮）、孔徑分布窄（孔徑標準差＜6%）、孔道結(jié)構(gòu)垂直排列（迂曲度為1）。

在3毫安每平方厘米的條件下，使用該隔膜的鋰/鋰對稱電池可穩(wěn)定循環(huán)1200小時，且在鋰金屬電極表面實現(xiàn)均勻、致密的鋰沉積，表明其具有優(yōu)異的鋰枝晶抑制能力。此外，使用該隔膜的磷酸鐵鋰軟包電池在常溫下可穩(wěn)定循環(huán)1000次，容量保持率為73.25%，并表現(xiàn)出優(yōu)異的高溫性能，可在150攝氏度的環(huán)境溫度下正常工作。

該研究工作為開發(fā)可靠的耐高溫、高性能鋰離子電池隔膜和工藝提供了新思路，成為提高鋰離子電池安全性的有效途徑和手段之一。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c11217