安全问题是阻碍高能量锂电池大规模应用的一个长期障碍。在不同的原因中,热失控是最突出的一个。到目前为止,已经提出了各种抑制热失控的方法;然而,它们存在一些内在的缺点,要么是不可逆的(一次性保护),使用挥发性和易燃的电解质,要么是延迟的热保护(140-150℃)。鉴于此,宁波大学Lan Xia、波多黎各大学Xianyong Wu等利用非挥发性、非易燃性和热可逆的聚合物/离子液体凝胶电解质作为内置安全开关,为锂电池提供高度精确和可逆的热保护。
本文要点:
(1)在高温下,凝胶电解质经历相分离,并在电极表面/分离器上沉积聚合物,这阻止了Li+插入反应,从而防止热失控。当温度降低时,凝胶电解质会恢复其原有的特性,电池性能也会恢复。
(2)最佳的保护效果是在110℃时实现的,这是热失控前的关键温度。同时,这样的热保护过程可以重复多次而不影响电池的性能,表明了非凡的热可逆性。
A Non-Volatile, Thermo-Reversible, and Self-Protective Gel Electrolyte Providing Highly Precise and Reversible Thermal Protection for Lithium Batteries
Zezhao Liu, Qian Yu, Nischal Oli, Jose Fernando Florez Gomez, Shen Qiu, Haoran Tian, Qian Qiu, Wei Sun, Kuihao Li, Zhishan Liu, Mingming Chen, Jinliang Yuan, Xianyong Wu, Lan Xia
DOI: 10.1002/aenm.202300143
https://doi.org/10.1002/aenm.202300143