湖南大学开发新型陶瓷隔膜提升锂电池安全性能

文章导读

当锂电池遇上高温、枝晶穿刺，普通隔膜往往瞬间失效，安全危机四伏？湖南大学段曦东教授团队重磅突破——全球首款全无机氮化硼纳米管隔膜（BNNTM）横空出世！它耐高温、阻燃、柔韧，电解液浸润性极佳，锂离子传输效率跃升至商用隔膜中的顶尖水平。实验显示，搭载该隔膜的锂金属电池在超高电流下稳定循环超5000小时，累计容量突破50,000 mAh/cm²，枝晶生长被有效遏制。更惊人的是，它让磷酸铁锂电池也具备卓越高温稳定性。这项发表于《储能材料》的成果，或将彻底改写高安全长寿命电池的未来格局。

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6月9日，湖南大学段曦东教授团队开发了一种新型耐高温、阻燃和柔韧性的全无机氮化硼纳米管隔膜（BNNTM），能显著提升锂电池的安全性和循环寿命。该成果发表在《储能材料》（Energy Storage Materials）上。

随着锂离子电池能量密度的不断提高，其安全性和可持续性问题日益突出。目前常用的聚合物隔膜存在热稳定性差、机械强度不足、锂离子迁移效率低等缺点，在受到热应力或机械冲击（如锂枝晶穿刺）时容易失效。为解决这一难题，研究团队开发了一种新型全无机氮化硼纳米管隔膜（BNNTM），具有优异的耐高温、阻燃和柔韧性能，对电解液浸润性极佳，能高效传输锂离子，其电阻为商用隔膜中最低。因此，BNNTM能有效抑制电池极化并阻止枝晶生长，使锂/锂对称电池在20毫安/平方厘米（mA/cm²）电流下稳定循环5000小时以上，过电势保持在40毫伏（mV）左右，累计容量超过50,000 毫安时/平方厘米（mAh/cm²）（普通锂电通常不足40,000 mAh/cm²）。此外，BNNTM隔膜还使磷酸铁锂电池具备出色的高温稳定性。该成果有望推动高安全、长寿命储能电池的发展。