清华大学王海辉教授课题组综述：高安全性锂电池隔膜

随着化石能源的逐渐短缺及其带来的越来越严重的环境和生态问题，人们开始寻求更为清洁和环境友好的新型能源。在这个大背景下，锂离子电池因其较高的能量密度和功率密度受到越来越多的关注。到目前为止，锂离子电池已经广泛应用于我们日常生活的方方面面，例如电动汽车、平板电脑预计数码相机等。毫无疑问锂离子电池在今后人类的生产生活中将发挥重要作用，并将成为我们生活中不可缺少的一部分。

但是，在这些锂离子电池的运行过程中仍然存在着很严重的安全风险。这种风险主要源自于电池内部的热失控问题，因为这将引起火灾或者爆炸事故。目前已经证实锂离子电池内部存在一系列放热副反应，例如固态电解质界面层的热分解，金属锂和电解质之间的放热副反应、电解质以及正极材料的热分解等。如果电池工作在一个不正常的状态下，例如短路、过充、过热或者大倍率充放电等，在很短时间内将会放出大量的热，电池内部的温度会上升，这些放热的副反应将会发生。一旦热量不能有效地放出，电池温度将会不可控地持续上升，从而导致燃烧甚至爆炸。同事，对于热失控的原因目前也有多种说法，其中内部短路是其中一个重要的原因。在此过程中，电池的隔膜将发生一系列变化，包括孔的堵塞、因内部温度上升导致的膜体收缩、由于外部原因或者不可控的枝晶生长导致的膜断裂等。

人们采取了各种方案以改善和优化电池内部各组件的性能以解决上述安全问题。其中一个最根本和行之有效的方法就是开发一种高性能的隔膜。作为电池的一个重要组件，隔膜在不同电池体系中发挥了不同的作用。在锂离子电池中，隔膜位于正极和负极之间以防止两个电极因物理接触而短路。隔膜本身的性质与锂离子电池的安全性及电化学性能息息相关，因此关于隔膜的研究和相关文献近年来也是越来越多。到目前为止，关于隔膜的综述文章包含了隔膜材料、制备方法、及其在不同电池体系中的应用。随着锂离子电池能量密度越来越高，关于高安全性隔膜的研究也越来越受到关注。因此，很有必要总结一下近几年，特别是近五年来相关的研究进展。此外，随着全球电动汽车产业的快速发展，锂离子电池隔膜的市场需求也越来越高。快速增长的隔膜市场和持续需求也促进了高性能隔膜的研究。

清华大学王海辉教授在Sci. China Chem.上发表综述文章，总结了近年来高安全性电池隔膜的发展方向和技术进展。作者特别着重于讨论隔膜的热稳定性、防锂枝晶的性能、机械性能以及多功能隔膜的研制等问题，并对高安全性电池隔膜的发展及其面临的挑战进行了展望(见下图)。

详见：Miaomiao Su, Guang Huang, Suqing Wang*, Yanjie Wang, Haihui Wang*. High safety separators for rechargeable lithium batteries. Sci. China Chem., 2021, doi:10.1007/s11426-021-1011-9

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