聚酰亚胺因热稳定性优异、机械强度高、化学稳定性良好被视为是高安全性隔膜的理想选择。因此,针对聚酰亚胺开展深入研究,开发具有均一孔道结构的聚酰亚胺隔膜并实现可控制备,对于充分发挥隔膜在提高电池安全性方面的作用十分重要。 在本项研究中,中国科学院近代物理研究所科研团队和合作者一起,依托兰州重离子加速器开发出基于离子径迹技术的耐高温聚酰亚胺隔膜制备新工艺,所制备的隔膜相较于传统聚烯烃隔膜优势明显,其机械强度高达150.6兆帕,耐高温性能卓越(450摄氏度下结构不收缩),孔径分布窄(孔径标准差<6%),孔道结构垂直排列(迂曲度为1)。 科研团队指出,在3毫安每平方厘米的条件下,使用聚酰亚胺耐高温隔膜的锂/锂对称电池可稳定循环1200小时,且在锂金属电极表面实现均匀、致密的锂沉积,表明其具有优异的锂枝晶抑制能力。此外,使用该隔膜的磷酸铁锂软包电池在常温下可稳定循环1000次,容量保持率为73.25%,并表现出优异的高温性能,可在150摄氏度的环境温度下正常工作。

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