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北理工化工学院在锂电池高安全性隔膜研究领域取得新进展

文章来源:  发布时间:2016-05-09

来源:校园网 编辑:科学技术研究院 包成刚

  动力电池的安全性是电动汽车产业发展亟待解决的首要问题,其中,电池内部短路是现有锂离子电池安全性的最大隐患。北京理工大学孙克宁教授团队的郝晓明博士、王振华副教授与美国西北大学合作,针对现有电池隔膜在高温下稳定性不佳,容易收缩导致电池内部短路的实际问题,设计开发了一种全新的PBO基高强度、耐高温隔膜。PBO全称是聚对苯撑苯并二噁唑纤维(Poly-p-phenylene benzobisoxazole),被誉为21世纪超级纤维,具有十分优异的物理机械性能和化学性能,其强度、模量为Kevlar(凯芙拉)纤维的2倍并兼有间位芳纶耐热阻燃的性能,而且物理化学性能完全超过迄今在高性能纤维领域处于领先地位的Kevlar纤维。以PBO为基材的新体系隔膜其拉伸强度能够达到525Mpa,杨氏模量达到20GPa,耐热温度最高可达600℃。通过工艺改变,可以使薄膜的孔径范围在数um到10nm之间可调,当孔径在10nm左右时,该薄膜能够有效阻止锂枝晶生长,降低枝晶刺穿隔膜的风险,进一步提高锂电池的安全性。
  该成果已被国际顶级期刊——《纳米快报》(Nano Letters,影响因子13.592)接收,并已作为“Just Accepted”论文在线发表 (详见:“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,相关成果已经获批两项国家发明专利。



  北京理工大学孙克宁团队多年来一直从事电化学工程、能源存储与转化等研究工作,曾入选“电化学关键技术与化学电源”教育部创新团队,建有“化学电源与绿色催化”北京市重点实验室,燃料电池分布式发电技术北京市国际科技合作基地,近3年发表高水平SCI论文40余篇,孙克宁教授连续两年入选Elsevier中国高被引学者榜单(能源领域)。


(审核:胡晓珉)