微孔聚乙烯（PE）膜是一種具有代表性的鋰離子電池（LIBs）隔膜，但它會發生收縮，尤其是在高溫條件下，并且在生長鋰枝晶時容易被刺穿，從而導致短路、熱失控甚至爆炸等嚴重后果。

圖1. HAPNA/PE納米復合膜的制備及表征

北京航空航天大學陳科、王華、張勇波、國防工程研究院Yong Mei等在原位搪瓷工程和熱處理工藝的基礎上，采用準連續策略成功制備了搪瓷啟發的大面積、受羥基磷灰石納米片陣列(HAP-NA)增強的PE納米復合隔膜，該隔膜具有高熱穩定性或安全性、堅固的機械性能、優異的潤濕性、多孔微觀結構、無”滴漏”、出色的電化學循環穩定性以及抑制鋰枝晶生長的效果。

實驗和模擬結果證實，HAPNA/PE納米復合膜即使在高溫處理（高達200℃）下也不會出現明顯收縮，而且具有很強的機械性能，包括很高的斷裂強度、優異的伸長率、驚人的摩擦系數以及更高的楊氏模量和硬度。

圖2.?HAPNA/PE納米復合膜的機械性能

研究顯示，納米復合膜的優異性能可歸因于眾多HAP-NA/PE混合界面相互作用與有序、三維交錯和相互支撐的混合微結構之間的最佳組合。隨著納米復合隔膜的成功構建，作者開發出了一種新穎有效的策略，用于制備耐熱、堅固和高韌性的生物啟發聚合物基材料。除了將改性PE隔膜應用于鋰離子電池外，這種準連續策略還有可能應用于許多其他技術領域，例如柔性植入電子或電氣設備以及航空航天領域。

圖3.?電化學性能研究

Thermally Resistant, Mechanically Robust, Enamel-Inspired Hydroxyapatite/Polyethylene Nanocomposite Battery Separator. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202308039