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安全問題是阻礙高能量鋰電池大規模應用的一個長期障礙。在不同的原因中，熱失控是最突出的一個。迄今為止，已經提出了各種抑制熱失控的方法；然而，它們均存在一些內在的缺點。

圖1. 凝膠電解質的表征

寧波大學夏蘭、波多黎各大學Xianyong Wu等利用非揮發性、非易燃性和熱可逆的聚合物/離子液體凝膠電解質作為內置安全開關，為鋰電池提供高度精確和可逆的熱保護。

研究顯示，在高溫下，凝膠電解質經歷相分離，并在電極表面/隔膜上沉積聚合物，這阻止了Li⁺插入反應，從而防止熱失控。當溫度降低時，凝膠電解質會恢復其原有的特性，電池性能也會恢復。值得注意的是，最佳的保護效果是在110℃時實現的，這是熱失控前的關鍵溫度。

圖2. 凝膠電解質的電化學特性

更令人印象深刻的是，這種熱保護過程可以重復多次，并具有很高的容量保持率（95%），表明了其非凡的熱可逆性和出色的性能保持性。據作者所知，目前在任何電解質中從未報道過如此精確和可逆的熱保護效應。總體而言，這項工作在設計用于高安全性鋰電池的不揮發、不可燃和熱可逆凝膠電解質方面取得了實質性進展。

圖3. 采用凝膠電解質的鈷酸鋰?Li電池隨溫度變化的電壓曲線和相應的dQ/dv曲線

A Non-Volatile, Thermo-Reversible, and Self-Protective Gel Electrolyte Providing Highly Precise and Reversible Thermal Protection for Lithium Batteries. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202300143

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夏蘭AEM：具有非揮發性、熱可逆性的自我保護凝膠電解質

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