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  鋰離子電池在便攜式電子設(shè)備如筆記本電腦、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等產(chǎn)品中已得到廣泛應(yīng)用。電池隔膜是保障電池安全并影響電池性能的關(guān)鍵材料，起著阻止正負(fù)電極接觸、防止電池短路以及傳輸離子的作用；隔膜的熱穩(wěn)定性決定著電池工作的耐受溫度區(qū)間和電池的安全性。目前，商品化的鋰離子電池隔膜主要是聚烯烴類有機(jī)隔膜，優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜、力學(xué)性能好、且具有較好的電化學(xué)穩(wěn)定性；不足是孔隙率偏低，對(duì)電解液的潤(rùn)濕性差，熱穩(wěn)定性差，可能導(dǎo)致電池短路，嚴(yán)重時(shí)可引發(fā)起火或爆炸等事故，存在安全隱患。

  近日，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員朱英杰帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，與華中科技大學(xué)教授胡先羅帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)合作，在此前羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線新型無(wú)機(jī)耐火紙的研究工作基礎(chǔ)上，研發(fā)出一種新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基耐高溫鋰離子電池隔膜，該電池隔膜具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如柔韌性高、力學(xué)強(qiáng)度好、孔隙率高、電解液潤(rùn)濕和吸附性能優(yōu)良、熱穩(wěn)定性高、耐高溫、阻燃耐火，在700℃的高溫下仍可保持其結(jié)構(gòu)完整性。采用新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基耐高溫電池隔膜組裝的電池，比采用聚丙烯隔膜組裝的電池具有更好的電化學(xué)性能、循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。更重要的是，采用羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基耐高溫電池隔膜組裝的電池具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，可耐高溫，在150℃高溫環(huán)境中能夠保持正常工作狀態(tài)，并點(diǎn)亮小燈泡；采用聚丙烯隔膜組裝的電池在150℃高溫下很快發(fā)生短路。如果采用該新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基耐高溫電池隔膜，再匹配可耐高溫的電解液和電極材料，可進(jìn)一步大幅提高電池的工作溫度和安全性。

  該研究工作對(duì)大幅提高鋰離子電池的工作溫度范圍和鋰離子電池的安全性具有重要意義。預(yù)期該新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基耐高溫電池隔膜還可以應(yīng)用于多種其它類型的耐高溫電池和儲(chǔ)能體系，如鈉離子電池、超級(jí)電容器等。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《先進(jìn)材料》上，并申請(qǐng)一項(xiàng)發(fā)明專利。

新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基耐高溫電池隔膜具有良好柔韌性和力學(xué)強(qiáng)度

新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基耐高溫電池隔膜具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和耐火性能

采用新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基耐高溫電池隔膜組裝的全電池具有更高的比容量和更穩(wěn)定的循環(huán)性能

采用新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基耐高溫電池隔膜組裝的電池在150℃高溫環(huán)境中能夠保持正常工作狀態(tài)并點(diǎn)亮小燈泡

  研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市科委、中科院上海硅酸鹽研究所創(chuàng)新重點(diǎn)項(xiàng)目等的資助。

  論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201703548/full