中科院青岛储能院在高安全性阻燃隔膜和阻燃电解质领域取得系列进展
随着社会的发展和进步，人们日常生活对高能量密度锂离子电池的依赖程度越来越高。但近年来，涉及到锂离子电池燃烧和爆炸的安全事件频发，提高锂离子电池安全性成为科研的重点和热点。在锂电池安全性上，具有可燃性的聚烯烃类隔膜（也易热收缩造成电池短路）和液态有机电解质是商品锂离子电池中最大的安全隐患。因此，开发新型阻燃耐热收缩隔膜和阻燃型液态有机电解质是大幅提升锂离子电池安全性的重要途径。
近年来，依托青岛能源所建设的青岛储能产业技术研究院（简称“青岛储能院”）自主开发出阻燃型耐热收缩的芳纶(Solid State Ionics, 2013, 245-246, 49-55)、生物质纤维素基复合隔膜(Scientific reports, 2014, 4, 3935; Journal of The Electrochemical Society, 2015, 162, A834-A838)、聚芳砜酰胺(Journal of the Electrochemical Society, 2014, 161, A1032-A1038)、聚酰亚胺(Nano Energy, 2014, 10, 277-287)等系列隔膜材料，为高安全性锂离子电池的开发奠定了基础。
随着电动汽车产业的快速发展，锂离子电池单体容量也变的越来越大（通常大于10Ah），需要进一步采用阻燃型液态有机电解质来保证电池在严苛使用条件下（过充、过热或在极端外力情形（挤压、针刺））不会起火燃烧和爆炸。但是在目前商品液态电解质中常用的磷酸酯类阻燃添加剂用量大（通常大于20%，质量分数）且会严重恶化锂离子电池的性能。
基于此种现状，近日，青岛储能院开发出两大类对锂离子电池性能影响非常小的阻燃添加剂，即环三磷腈类(乙氧基五氟环三磷腈、苯氧基五氟环三磷腈、六烯丙胺基环三磷腈等)和磷基低聚物(Journal of The Electrochemical Society, 2017, 164, A1559-A1563)。
受传统中医药方和西医“药物协同联用”思想的启发，青岛储能院进一步发展了“功能添加剂协同联用”策略(Energy Technology 2017, 5, 1979-1989)，成功地将乙氧基五氟环三磷腈应用在下一代高能量密度高电压LiNi0.5Mn1.5O4/石墨锂离子电池体系中（见插图1），相关研究成果已发表在国际期刊Advanced Energy Materials (Adv. Energy Mater. 2017, DOI: 10.1002/aenm.201701398).
近期，青岛储能院还将环三磷腈类阻燃剂应用于48 Ah的大容量三元材料动力锂电池中，能够大幅提高电池的安全性能（针刺，挤压，热冲击和热扩散测试），满足动力锂离子电池国家安全标准，同时对电池的电化学性能影响较小（见插图2）。
图1
图2
以上工作得到中国科学院纳米先导专项、青岛市储能行业科学研究智库联合基金和青岛能源所“135”项目、国家自然科学基金、山东省自然科学基金的大力支持。
论文链接：
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201701398/full
免责声明：部分资料来源于网络，转载的目的在于传递更多信息及分享，并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时修改或删除。邮箱：info@polymer.cn
中科大俞书宏教授和姚宏斌教授：虾壳衍生的几丁质纳米纤维膜用作锂/钠离子电池的环保隔膜
自愈合隔膜可大幅提高燃料电池使用寿命
新型电池纤维素隔离膜可兼顾防漏电与高效传输
北理工化工学院在锂电池高安全性隔膜研究领域取得新进展
关注高分子科学技术 👉
长按二维码关注
诚邀投稿
欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至info@polymer.cn，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。
欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。
申请入群，请先加审核微信号PolymerChina （或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。