蜂窝状结构具备出色的热调节性能和阻燃功能,显著提升了锂离子电池的安全性

《Journal of Materials Chemistry A》:Honeycomb-like structure with excellent thermal regulation and flame-retardant functions boosts Li-ion battery safety

【字体: 时间:2025年11月26日 来源:Journal of Materials Chemistry A 9.5

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  设计了一种蜂窝状HAP/SA/BN气凝胶复合材料,有效提升锂离子电池热管理与阻燃性能,在40℃环境下使电池组降温15.9℃,阻燃温度达513.5℃,并实现100%库伦效率。

  

由于电动汽车的迅速普及,锂离子电池的安全性亟需提高。为此,研究人员设计了一种蜂窝状结构的羟基磷灰石/海藻酸钠/氮化硼(HAP/SA/BN)气凝胶,用于封装五水合硫代硫酸钠(STP),以实现温度调节和阻燃效果。得益于这种气凝胶的有序排列和多孔结构,SHSB复合材料具有较大的潜热、高导热性、优异的形状稳定性、机械强度和柔韧性。在40°C的环境下,电池组在充放电过程中温度可降低15.9°C,且库仑效率高达100%。当电池温度迅速升高导致热失控时,可以通过水合盐的热化学反应、HAP纳米棒网络提供的强支撑作用,以及通过形成不透水的盐层实现隔热和隔空气,从而扑灭火焰。这种阻燃材料具有较低的热释放量(0.2 kJ g?1)、较高的耐温性(513.5°C)和较长的形状稳定性(100秒)。因此,出色的温度调节和阻燃性能有望成为大幅提升锂离子电池安全性的两大关键因素。

图形摘要:具有优异温度调节和阻燃功能的蜂窝状结构提升了锂离子电池的安全性
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