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?ACS Energy Letters：基于不燃凝膠聚合物電解質的高性能鋰離子電池

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?ACS Energy Letters：基于不燃凝膠聚合物電解質的高性能鋰離子電池
隨著電動汽車（EV）市場的迅速擴大和對更高能量密度的需求，鋰離子電池（LIB）的安全問題已成為當務之急。為減少潛在的安全隱患，有必要為鋰離子電池配備不可燃材料，以消除和抑制可燃性。
?ACS Energy Letters：基于不燃凝膠聚合物電解質的高性能鋰離子電池
圖1. 電解質設計
蔚山科學技術院Hyun-Kon Song、韓國能源研究所Tae-Hee Kim等提出了一種凝膠聚合物電解質（GPE），通過阻斷引發熱失控并最終引發火災的自由基引發的鏈式反應來實現鋰離子電池（LIBs）的不燃性。構成這種不燃GPE的聚合物具有以下特點：（1）可溶于碳酸酯電解液；（2）在常用的鋰鹽如LiPF6的存在下可交聯；（3）在電解液中只需2 wt %即可凝膠化；（4）通過其功能側鏈清除自由基。
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圖2. 電解質的燃燒性研究
實驗顯示，采用傳統方法組裝電池后，含有該聚合物的電解質在電池內熱凝膠化。結果，含有GPE的鋰離子電池可抵御外部熱沖擊和機械沖擊，同時不影響電池性能。固含量僅為2%的GPE具有較高的鋰離子傳輸數和等同于液態電解液的離子電導率，并形成了穩定的固體電解質界面層，從而提高了電池在正常工作條件下的性能。
?ACS Energy Letters：基于不燃凝膠聚合物電解質的高性能鋰離子電池
圖3. NCM811||石墨電池的性能
Fire-Inhibiting Nonflammable Gel Polymer Electrolyte for Lithium-Ion Batteries. ACS Energy Letters 2023. DOI: 10.1021/acsenergylett.3c01128
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