北理工化工學(xué)院在鋰電池高安全性隔膜研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展
發(fā)布日期：2016-04-26 供稿：化工與環(huán)境學(xué)院
編輯：化工學(xué)院 楊鵬 閱讀次數(shù)： 動(dòng)力電池的安全性是電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待解決的首要問題,，其中，電池內(nèi)部短路是現(xiàn)有鋰離子電池安全性的最大隱患,。北京理工大學(xué)孫克寧教授團(tuán)隊(duì)的郝曉明博士,、王振華副教授與美國西北大學(xué)合作，針對(duì)現(xiàn)有電池隔膜在高溫下穩(wěn)定性不佳,，容易收縮導(dǎo)致電池內(nèi)部短路的實(shí)際問題,，設(shè)計(jì)開發(fā)了一種全新的PBO基高強(qiáng)度,、耐高溫隔膜。PBO全稱是聚對(duì)苯撐苯并二噁唑纖維(Poly-p-phenylene benzobisoxazole),，被譽(yù)為21世紀(jì)超級(jí)纖維,，具有十分優(yōu)異的物理機(jī)械性能和化學(xué)性能，其強(qiáng)度,、模量為Kevlar(凱芙拉)纖維的2倍并兼有間位芳綸耐熱阻燃的性能,，而且物理化學(xué)性能完全超過迄今在高性能纖維領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位的Kevlar纖維。以PBO為基材的新體系隔膜其拉伸強(qiáng)度能夠達(dá)到525Mpa,，楊氏模量達(dá)到20GPa,，耐熱溫度最高可達(dá)600℃。通過工藝改變,，可以使薄膜的孔徑范圍在數(shù)um到10nm之間可調(diào),，當(dāng)孔徑在10nm左右時(shí)，該薄膜能夠有效阻止鋰枝晶生長(zhǎng),，降低枝晶刺穿隔膜的風(fēng)險(xiǎn),，進(jìn)一步提高鋰電池的安全性。
該成果已被國際頂級(jí)期刊——《納米快報(bào)》（Nano Letters,，影響因子13.592）接收,，并已作為“Just Accepted”論文在線發(fā)表 （詳見：“Ultrastrong Polyoxyzole Nanofiber Membranes for Dendrite-proof and Heat-resistant Battery Separators” Nanolett., Just Accepted Manuscript，http://pubs.acs.org/doi/pdfplus/10.1021/acs.nanolett.5b05133）,。此外,，相關(guān)成果已經(jīng)獲批兩項(xiàng)國家發(fā)明專利。
北京理工大學(xué)孫克寧團(tuán)隊(duì)多年來一直從事電化學(xué)工程,、能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化等研究工作,，曾入選“電化學(xué)關(guān)鍵技術(shù)與化學(xué)電源”教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，建有“化學(xué)電源與綠色催化”北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,，燃料電池分布式發(fā)電技術(shù)北京市國際科技合作基地,，近3年發(fā)表高水平SCI論文40余篇，孫克寧教授連續(xù)兩年入選Elsevier中國高被引學(xué)者榜單（能源領(lǐng)域）,。
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