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隔膜作為鋰離子電池的關鍵部件之一，具有隔絕正負極和傳導鋰離子的功能，對電池的安全性至關重要。傳統聚烯烴隔膜熱穩定性差、孔隙結構不均一，在高溫下容易收縮并造成電池內部短路，引發熱失控。聚酰亞胺因熱穩定性優異、機械強度高、化學穩定性良好，被視為高安全性隔膜的理想選擇。

科研人員依托蘭州重離子研究裝置，開發出基于離子徑跡技術的耐高溫聚酰亞胺隔膜制備新工藝。他們制備的隔膜相較于傳統聚烯烴隔膜優勢明顯，其機械強度高達150.6兆帕、耐高溫性能卓越（450攝氏度下結構不收縮）、孔徑分布窄（孔徑標準差＜6%）、孔道結構垂直排列（迂曲度為1）。

在3毫安每平方厘米的條件下，使用該隔膜的鋰/鋰對稱電池可穩定循環1200小時，且在鋰金屬電極表面實現均勻、致密的鋰沉積，表明其具有優異的鋰枝晶抑制能力。此外，使用該隔膜的磷酸鐵鋰軟包電池在常溫下可穩定循環1000次，容量保持率為73.25%，并表現出優異的高溫性能，可在150攝氏度的環境溫度下正常工作。

該研究工作為開發可靠的耐高溫、高性能鋰離子電池隔膜和工藝提供了新思路，成為提高鋰離子電池安全性的有效途徑和手段之一。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c11217