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我国科学家模仿蚌壳研制出“耐撞”锂电池防护材料

发布时间:2019-11-19
责任编辑:王亚鹏
来源:新华社

摘要:近期,中国科学技术大学学者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”保护材料,实验表明可有效降低受撞击时锂电池发生短路的可能性,提高安全性。

  电动车如发生车祸碰撞,可能会导致车载锂电池起火爆炸。近期,中国科学技术大学学者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”保护材料,实验表明可有效降低受撞击时锂电池发生短路的可能性,提高安全性。国际材料领域顶级学术期刊《先进材料》日前发表了该成果。

  目前市场上主流的商业化锂电池,广泛采用多孔的聚烯烃材料作为电池隔膜保护材料。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,进而发生短路乃至起火爆炸。

  自然界中蚌类贝壳内的珍珠母,是一种“坚硬又不失韧性”的优异性能材料。近期,中科大教授姚宏斌、倪勇和俞书宏研究团队仿生珍珠母,在聚乙烯隔膜表面构建起一种“层层砖泥”结构的新材料。

  实验显示,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。

  “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。”姚宏斌教授介绍,实验表明这种新材料对电池具有更好的保护作用,同时其生产成本不高,涂层厚度与现有商业材料相当,具有较好的应用前景。目前,科研团队已申请专利。(记者:徐海涛

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