近期，中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所材料中心與先進(jìn)能源科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室合作，利用重離子輻照技術(shù)和化學(xué)蝕刻工藝，研發(fā)出用于鋰離子電池的耐高溫PET隔膜。相關(guān)研究成果以《利用重離子輻照技術(shù)直接制備聚酯耐高溫鋰離子電池隔膜》為題，發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces上。

隔膜作為鋰離子電池的關(guān)鍵部件之一，具有隔離正負(fù)極以防止電池短路、為鋰離子自由穿梭提供通道的重要作用。它的性能對(duì)電池的安全性至關(guān)重要。目前，科學(xué)家通過(guò)在聚烯烴隔膜涂覆耐高溫?zé)o機(jī)或有機(jī)材料等方式來(lái)提高聚烯烴隔膜的耐高溫性能以提升電池的安全性，但此方法不能從根本上改變聚烯烴隔膜熱穩(wěn)定性差的不足。因此，開發(fā)具有耐高溫的新型鋰離子電池隔膜和工藝，成為提高鋰離子電池安全性的重要途徑和手段。

科研人員借助蘭州重離子研究裝置（HIRFL），將重離子輻照技術(shù)與化學(xué)蝕刻工藝相結(jié)合，以PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）膜為基材，開發(fā)出PET基耐高溫鋰離子電池隔膜。該鋰離子電池隔膜相較于商業(yè)聚烯烴隔膜，具有更加均一的孔徑分布和更優(yōu)異的電解液潤(rùn)濕性，且所制備的PET隔膜表現(xiàn)出良好的耐高溫性能（熱收縮率小于3%@180℃）。電池測(cè)試結(jié)果表明，PET隔膜具有更高的鋰離子遷移數(shù)（0.59）以及優(yōu)異的常溫和高溫循環(huán)性能。

該研究將重離子輻照技術(shù)應(yīng)用于新能源研究領(lǐng)域，為新型耐高溫電池隔膜開發(fā)提供了新思路，對(duì)促進(jìn)新能源技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)等方面具有重要意義。

論文鏈接

PET隔膜SEM照片與高溫循環(huán)性能