中國科學(xue)技術大學(xue)學(xue)者受(shou)自然(ran)界蚌殼內流光溢彩(cai)的(de)珍珠母層(ceng)啟發，仿生構建(jian)出(chu)一種新型“仿珍珠母層(ceng)隔膜”保護材(cai)料，實驗表明可有效降低受(shou)撞擊時鋰電池發生短路的(de)可能性(xing)，提高安全性(xing)。
目前市場上主流的(de)商業化鋰電池，廣泛采用多孔的(de)聚烯烴材料作為(wei)電池隔膜保護(hu)材料。當隔膜受到外部(bu)沖擊時(shi)，這種(zhong)孔結(jie)構很容(rong)易形變、開(kai)裂，導致(zhi)電池內部(bu)的(de)離子流紊亂，進而發生短(duan)路乃至起火爆炸(zha)。
自(zi)然界中蚌(bang)類貝殼(ke)內的珍(zhen)珠母，是一種“堅硬又不失韌性(xing)”的優異性(xing)能材(cai)料。中科(ke)大(da)教授姚宏斌、倪(ni)勇和俞書(shu)宏研(yan)究團(tuan)隊仿生(sheng)珍(zhen)珠母，在聚乙烯隔膜(mo)表面(mian)構建(jian)起(qi)一種“層層磚泥”結構的新(xin)材(cai)料。
實驗顯示，運用商用隔(ge)膜(mo)保護材(cai)料的鋰電(dian)(dian)(dian)(dian)池，在(zai)(zai)受到沖(chong)擊時瞬時電(dian)(dian)(dian)(dian)壓的波(bo)動幅度(du)達60%，而使用“仿珍(zhen)珠母層隔(ge)膜(mo)”材(cai)料保護的電(dian)(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)(dian)壓波(bo)動幅度(du)在(zai)(zai)20%以下(xia)，且電(dian)(dian)(dian)(dian)壓恢復的速度(du)更快。
“就像一拳打到了(le)棉花上，新(xin)材料(liao)的獨(du)特結構(gou)可以把受(shou)力向兩邊耗散，傳導到內(nei)部的沖擊(ji)力就減少了(le)。”姚宏斌教授介(jie)紹，實驗(yan)表明(ming)這(zhe)種(zhong)新(xin)材料(liao)對電(dian)池具有更好(hao)的保(bao)護作(zuo)用，同(tong)時其生產(chan)成本不高(gao)，涂(tu)層厚度與現有商業(ye)材料(liao)相當，具有較(jiao)好(hao)的應(ying)用前景。目(mu)前，科(ke)研團隊已申(shen)請專利(li)。
國際材料領域頂級學術(shu)期刊《先進材料》發表了該成果。
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