中科大制仿珍珠母層隔膜材料 提高鋰電池耐撞性能

近期，中國科學技術大學（以下簡稱“中科大”）教授姚宏斌、倪勇和俞書宏研究團隊受自然界蚌殼內流光溢彩的珍珠母層啟發，仿生構建出一種新型仿珍珠母層隔膜材料，具有“堅硬又不失韌性”的優異性能，對聚乙烯隔膜起到保護作用，換句話說提高鋰電池耐撞性能。該研究成果已經發表在國際材料領域頂級學術期刊《先進材料》上了。

隔膜是鋰電池結構中關鍵的內層元件之一，作用為將正負兩極分開防止鋰電池內部短路。其性能決定了鋰電池的介面結構、內阻等，直接影響電池的容量、迴圈以及安全性等特性，性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要作用。

多孔聚烯烴材料是目前使用最為廣泛的隔膜保護材料。當隔膜受到外部衝擊時，這種孔結構很容易形變、開裂，導致電池內部的離子流紊亂，進而發生短路，甚至起火爆炸。

為此，中科大研究者仿生珍珠母，在聚乙烯隔膜表面構建起一種“層層磚泥”結構的新材料。

研究表明，運用商用隔膜保護材料的鋰電池，在受到衝擊時暫態電壓的波動幅度達60%，而使用仿珍珠母層隔膜材料保護的電池電壓波動幅度在20%以下，且電壓恢復的速度更快。

姚宏斌教授介紹，“就像一拳打到了棉花上，新材料的獨特結構可以把受力向兩邊耗散，傳導到內部的衝擊力就減少了”。另外，仿珍珠母層隔膜材料的生產成本不高，塗層厚度與現有商業材料相當，具有較好的應用前景。

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