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中澳研究人员开发纳米隔膜材料 可提高锂金属电池安全性
盖世汽车讯 在可充电电池设计中，锂金属负极因理论比容量极高、负极电位最低、重量密度低成为理想选择。然而，在循环过程中，锂枝晶可能穿透聚合物隔膜，引起安全问题，从而限制电池应用。
（图片来源：sciencedirect）
据外媒报道，澳大利亚和中国的一组研究人员利用纳米结构埃洛石纳米管（NHNT）来制造高性能聚乙烯醇复合隔膜（OPVA/NHNT隔膜），可以有效地提高锂金属电池的电化学性能和安全性。
与celgard对照OPVA隔膜相比，所制备的OPVA/NHNT隔膜具有较高的离子电导率和杨氏模量，能够抑制锂枝晶生长，并保持锂金属电池的电化学性能。
以往报告的各种人工无机材料的成本很高。本项研究中使用的埃洛石纳米管是一种天然矿物，通过化学蚀刻形成NHNT复合材料，内部孔隙更大。化学蚀刻可去除内部的铝，而多孔性提高了离子电导率。
这种隔膜基于天然无机纳米管基纳米结构，而这种纳米结构来自天然陶瓷，对额外原材料和后处理的需要更少。此外，该研究中使用的PVA聚合物基质对人体健康无毒，具有环境友好性。
以前的研究采用负极主体、人造膜和无机材料涂层商业隔膜。与之相比，这一方法使用NHNT基隔膜，能够简化工艺，降低金属锂电池的整体生产成本。
研究人员表示，该研究验证了纳米材料在抑制锂枝晶生长方面的作用，为发展制造高性能聚合物复合隔膜的纳米科学铺平了道路，以满足实现锂金属电池安全和电化学性能的先决条件。
