01 背景介紹
電池安全中的一大隱患是熱失控現(xiàn)象，它通常發(fā)生在電池內(nèi)部局部溫度攀升至臨界值之時(shí)。這一現(xiàn)象的根源在于電池內(nèi)部迅速產(chǎn)生的熱量遠(yuǎn)超過(guò)其散熱系統(tǒng)的處理能力，導(dǎo)致熱量積聚。然而，提升電池內(nèi)部熱傳導(dǎo)效率面臨雙重難題：一是金屬集流體（CCs）本身的導(dǎo)熱性能有限，二是大規(guī)模制造具有高熱導(dǎo)性能的非金屬集流體箔片存在技術(shù)挑戰(zhàn)。
近日，武漢理工大學(xué)何大平、麥立強(qiáng)，深圳大學(xué)楊金龍老師團(tuán)隊(duì)共同報(bào)道了一種具備快速溫度響應(yīng)特性的非金屬集流體（CC），這一創(chuàng)新材料有望作為傳統(tǒng)鋁和銅箔的替代品，顯著提升電池系統(tǒng)的安全性。研究團(tuán)隊(duì)采用先進(jìn)的連續(xù)熱壓工藝，成功制備出了一種在百米尺度上展現(xiàn)出高度取向性的石墨烯（Gr）箔。這種新型Gr箔的導(dǎo)熱性能極為出色，其導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)1400.8 W/mK，這一數(shù)值相較于傳統(tǒng)的Al和Cu箔，足足高出了一個(gè)數(shù)量級(jí)，展現(xiàn)了卓越的熱量傳導(dǎo)能力。尤為關(guān)鍵的是，當(dāng)這種具有優(yōu)異溫度響應(yīng)特性的Gr箔被集成到LiNi_{0.8}Co_{0.1}Mn_{0.1}O_2||石墨電池中時(shí)，電池系統(tǒng)的散熱效率得到了顯著提升，有效消除了局部熱點(diǎn)的積聚，從而避免了因鋁熱反應(yīng)和析氫反應(yīng)等快速放熱過(guò)程而引發(fā)的電池?zé)崾эL(fēng)險(xiǎn)，這些反應(yīng)正是鋰離子電池組中熱失控傳播的主要誘因。研究成果以“Large-scale current collectors for regulating heat transfer and enhancing battery safety”為題發(fā)表在《Nature Chemical Engineering》。
03 圖文導(dǎo)讀
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