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我國科學家模仿蚌殼研制出“耐撞”鋰電池防護材料

發布時間:2019-11-19
責任編輯:王亞鵬
來源:新華社

摘要:近期,中國科學技術大學學者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”保護材料,實驗表明可有效降低受撞擊時鋰電池發生短路的可能性,提高安全性。

  電動車如發生車禍碰撞,可能會導致車載鋰電池起火爆炸。近期,中國科學技術大學學者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”保護材料,實驗表明可有效降低受撞擊時鋰電池發生短路的可能性,提高安全性。國際材料領域頂級學術期刊《先進材料》日前發表了該成果。

  目前市場上主流的商業化鋰電池,廣泛采用多孔的聚烯烴材料作為電池隔膜保護材料。當隔膜受到外部沖擊時,這種孔結構很容易形變、開裂,導致電池內部的離子流紊亂,進而發生短路乃至起火爆炸。

  自然界中蚌類貝殼內的珍珠母,是一種“堅硬又不失韌性”的優異性能材料。近期,中科大教授姚宏斌、倪勇和俞書宏研究團隊仿生珍珠母,在聚乙烯隔膜表面構建起一種“層層磚泥”結構的新材料。

  實驗顯示,運用商用隔膜保護材料的鋰電池,在受到沖擊時瞬時電壓的波動幅度達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。

  “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,傳導到內部的沖擊力就減少了。”姚宏斌教授介紹,實驗表明這種新材料對電池具有更好的保護作用,同時其生產成本不高,涂層厚度與現有商業材料相當,具有較好的應用前景。目前,科研團隊已申請專利。(記者:徐海濤

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