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安全是高能量密度電池最關心的問題。華中科技大學黃云輝、麻省理工學院李巨、同濟大學伽龍等展示了如何通過設計一種高度可變形的隔膜/集流體（SCC）復合材料結構來減輕機械濫用引起的短路，該復合材料包裹著斷裂邊緣，并在穿透時對其進行電子絕緣。

圖1. 高延展SCC工作原理說明

具體而言，這項工作報告了輥對輥加工金屬化塑料SCC的進展，其中在6 μm聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）襯底上沉積750 nm厚的納米晶鋁可替代14 μm鋁箔，以作為可充鋰離子電池（LIB）的集流體（CC）。研究顯示，與最先進的14 μm Al CC相比，Al-PET SCC的機械和電氣性能以及電池性能具有高度競爭力，同時重量減少了70.4%，體積減少了46.4%。

圖2. Al-PET SCC的電性能和電池性能

更重要的是，Al-PET SCC在充滿電的小型軟包電池的刺穿和沖擊試驗中有效抑制了熱失控事件。安全性的提高是由于PET比鋁和正極具有更好的機械延展性，因此在穿透過程中，絕緣PET可以在斷裂邊緣周圍延伸并隔離，正極可以自動分層并與外部電路絕緣，從而防止短路引起的熱失控。展望未來，仍需在科學和技術上解決幾個關鍵問題，包括

（a）如何消除工藝缺陷并進一步提高沉積Al膜的導電性；

（b）如何進一步降低薄層電阻以實現快速充電；

（c）如何進一步改善Al和聚合物基底之間的界面結合，以避免在高腐蝕性電解液中老化過程中的分層/降解；

（d）在正極和負極CC中可同時集成哪些其他新功能。

圖3. Al-PET SCC可抑制針刺穿透試驗中的短路和溫度升高

Stretchable Separator/Current Collector Composite for Superior Battery Safety. Energy & Environmental Science 2022. DOI: 10.1039/d2ee01793h

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?黃云輝/李巨/伽龍EES：可拉伸隔膜/集流體復合材料，確保電池安全！

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