中科大制仿珍珠母层隔膜材料 提高锂电池耐撞性能

近期，中国科学技术大学（以下简称“中科大”）教授姚宏斌、倪勇和俞书宏研究团队受自然界蚌壳内流光溢彩的珍珠母层启发，仿生构建出一种新型仿珍珠母层隔膜材料，具有“坚硬又不失韧性”的优异性能，对聚乙烯隔膜起到保护作用，换句话说提高锂电池耐撞性能。该研究成果已经发表在国际材料领域顶级学术期刊《先进材料》上了。

隔膜是锂电池结构中关键的内层组件之一，作用为将正负两极分开防止锂电池内部短路。其性能决定了锂电池的接口结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要作用。

多孔聚烯烃材料是目前使用最为广泛的隔膜保护材料。当隔膜受到外部冲击时，这种孔结构很容易形变、开裂，导致电池内部的离子流紊乱，进而发生短路，甚至起火爆炸。

为此，中科大研究者仿生珍珠母，在聚乙烯隔膜表面构建起一种“层层砖泥”结构的新材料。

研究表明，运用商用隔膜保护材料的锂电池，在受到冲击时瞬时电压的波动幅度达60%，而使用仿珍珠母层隔膜材料保护的电池电压波动幅度在20%以下，且电压恢复的速度更快。

姚宏斌教授介绍，“就像一拳打到了棉花上，新材料的独特结构可以把受力向两边耗散，传导到内部的冲击力就减少了”。另外，仿珍珠母层隔膜材料的生产成本不高，涂层厚度与现有商业材料相当，具有较好的应用前景。

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