AEnM：吸湿水凝胶电解质助力高功率电池高温智能自保护

随着微型电子设备和电动汽车等行业的快速发展，高能量密度和高输出功率电池应用越来越广泛。一方面这些电池可能处于高温状态下工作，另一方面这些电池在快速充电/放电过程中自身会产生大量的热量，这些高温下的工作状况会使得电池性能出现永久性下降，极端情况下还会引起火灾和爆炸，这也使得高能量密度高功率的电池热管理成为电池实际应用中的核心问题之一。现有的电池热管理技术主要是基于系统级的设计，比如电动汽车电池组的风冷和水冷，手机和笔记本电脑中的热管布置。这些设计一方面系统结构复杂，另一方面热管理的突然失效会带来电池安全重大风险。

新加坡南洋理工大学范红金教授团队和武汉大学刘抗教授团队合作，从电池自身设计的角度出发，开发了一种基于吸湿性水凝胶的智能电池，由多孔正极、多孔负极和介于正负极之间的吸湿性水凝胶电解质组成。当电池处于高温环境下，水凝胶中的水分快速蒸发，凝胶电解质的离子扩散系数逐渐降低，抑制离子在正极和负极之间的迁移，电池的容量逐渐减小直至电池停止工作，从而达到自我保护的目的。当温度恢复正常时，水凝胶电解质从空气中自发吸收水分并恢复到初始状态。整个电池结构简单可靠，热响应被动式运行，不存在失效的风险，这种结构为当前高能量密度和高输出功率电池的设计提供全新的热保护思路，在微型电子设备和电动汽车电池热设计领域具有较大的潜力。

相 关 论 文 在 线 发 表 在 国 际 材 料 期 刊 Advanced Energy Materials （DOI：10.1002/aenm.202002898）上 。

猜你喜欢

（点击以上标题可以阅读原文）

---