北理工化工學院在鋰電池高安全性隔膜研究領域取得新進展
發布日期：2016-04-26 供稿：化工與環境學院
編輯：化工學院 楊鵬 閱讀次數： 動力電池的安全性是電動汽車產業發展亟待解決的首要問題，其中，電池內部短路是現有鋰離子電池安全性的最大隱患。北京理工大學孫克寧教授團隊的郝曉明博士、王振華副教授與美國西北大學合作，針對現有電池隔膜在高溫下穩定性不佳，容易收縮導致電池內部短路的實際問題，設計開發了一種全新的PBO基高強度、耐高溫隔膜。PBO全稱是聚對苯撐苯并二噁唑纖維(Poly-p-phenylene benzobisoxazole)，被譽為21世紀超級纖維，具有十分優異的物理機械性能和化學性能，其強度、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，而且物理化學性能完全超過迄今在高性能纖維領域處于領先地位的Kevlar纖維。以PBO為基材的新體系隔膜其拉伸強度能夠達到525Mpa，楊氏模量達到20GPa，耐熱溫度最高可達600℃。通過工藝改變，可以使薄膜的孔徑范圍在數um到10nm之間可調，當孔徑在10nm左右時，該薄膜能夠有效阻止鋰枝晶生長，降低枝晶刺穿隔膜的風險，進一步提高鋰電池的安全性。
該成果已被國際頂級期刊——《納米快報》（Nano Letters，影響因子13.592）接收，并已作為“Just Accepted”論文在線發表 （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，相關成果已經獲批兩項國家發明專利。
北京理工大學孫克寧團隊多年來一直從事電化學工程、能源存儲與轉化等研究工作，曾入選“電化學關鍵技術與化學電源”教育部創新團隊，建有“化學電源與綠色催化”北京市重點實驗室，燃料電池分布式發電技術北京市國際科技合作基地，近3年發表高水平SCI論文40余篇，孫克寧教授連續兩年入選Elsevier中國高被引學者榜單（能源領域）。
分享到：