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據(jù)外媒報(bào)道，日本東麗工業(yè)公司（Toray Industries）開發(fā)了一種鋰金屬電池使用的無孔隔膜，可以顯著提高電池安全性，并有望應(yīng)用于可穿戴電子設(shè)備、無人機(jī)和電動(dòng)汽車。
隨著鋰離子電池市場不斷擴(kuò)大，對電池容量和能量密度的需求也在不斷提高。在這種情況下，鋰金屬負(fù)極因其理論容量高、氧化還原電位低而備受關(guān)注，但這種負(fù)極尚未得到實(shí)際應(yīng)用。因?yàn)樵诔潆娺^程中，金屬表面會(huì)形成鋰枝晶，枝晶生長到一定程度后可能刺穿隔膜，導(dǎo)致熱失控及短路，降低電池安全性。
鋰枝晶沿著電池隔膜用微孔膜上的孔形成，因此去除隔膜孔隙可以阻止其生長，然而，這會(huì)大大降低鋰離子滲透性，并影響充放電速率。對于能量密度較高的鋰金屬電池來說，其隔膜設(shè)計(jì)既要能抑制鋰枝晶生長，又要保持離子導(dǎo)電性，同時(shí)具有較高的耐熱性和熱穩(wěn)定性。
東麗利用一種高耐熱芳綸聚合物分子設(shè)計(jì)技術(shù)來解決這一挑戰(zhàn)，以控制分子鏈之間的間隙及其對鋰離子的親和力，由此產(chǎn)生的高離子傳導(dǎo)性聚合物具有優(yōu)異的耐熱性。該公司將這種聚合物用作微孔隔膜上的無孔隔膜（包含無孔層），不僅能夠保持離子傳導(dǎo)性，而且能夠抑制鋰金屬負(fù)極電池中的枝晶生長。
該公司表明，在電池中應(yīng)用這種隔膜，可以抑制由鋰枝晶引起的短路，使電池在經(jīng)過100次充放電循環(huán)后，仍能保持80%以上的容量。這將有助于加快鋰金屬負(fù)極電池技術(shù)的研發(fā)速度。