Year: 2026
Type: article
Abstract: 锂金属电池（LMB）长期以来被视为可充电储能领域极具发展前景的下一代技术，其能量密度远超当前主流锂离子电池系统。凭借这一核心优势，锂金属电池在延长电动汽车续航里程、支撑电动航空发展等诸多场景中展现出巨大应用潜力，从而激发了数十年的持续深入研究。然而，锂金属本身与电解液的高反应活性，加之高温环境下隔膜熔化易引发电池内部短路，给锂金属电池的热安全带来了严峻挑战。为应对这一问题，当前研究已探索出多种技术策略，例如添加阻燃添加剂、采用陶瓷涂层隔膜以及使用不易燃溶剂等，这些方法虽在一定程度上降低了电池起火风险，却无法从根本上解决隔膜熔化引发内部短路所导致的安全隐患。现有热响应材料虽为该问题的解决提供了新的思路，但普遍存在响应速度慢、工作温度范围窄等问题，限制了其实际应用推广。基于出，我们团队提出了一种热响应型电解液，该电解液在加热时会迅速发生液态到固态的相变，为提高锂金属电池的安全性提供了一种非常有效的策略。该电解液利用商用的锂盐（六氟磷酸锂）来引发溶剂聚合，能够在接近隔膜熔点的温度区间内在几秒钟内快速固化。这种快速的转变使得电解液形成了一个有效的固态隔热层，能够防止内部短路和热失控。在LiFePO4||Li电池中进行了验证，该电解液能确保在90 °C下稳定运行，并使软包电芯的热失控得以明显抑制。同时，转变温度可以在100~150 °C的温度区间内可调，从而可以适配不同熔化点的隔膜。这种超快速热响应电解质为设计本质安全型锂金属电池提供了一条途径。
Authors: Chao Yang, Jun Lu, Ya You
Language: English
Subfield: Electrical and Electronic Engineering
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: bronze
OpenAlex ID: W7128528543
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