以防“锂”之心,聚焦“锂”想未来 ——耐高温阻燃导热锂电池隔膜研发

江苏大学生创新大赛(2024)
教育厅平台管理员审核项目通过
柏剑钰 (2024cxcy28)
南京工业大学
以防“锂”之心,聚焦“锂”想未来 ——耐高温阻燃导热锂电池隔膜研发
产业命题赛道
产教协同创新组
新工科类_产业命题赛道
  • 其他
锂电池安全护卫队
创意计划阶段
可以向投资人公开
工学
近年来,由锂离子电池(LIBs)热失控引发的汽车起火爆炸等事故屡见不鲜,引发人们对电池安全性的担忧。国内外学者如欧阳明高院士、孙金华院士等对电池安全问题进行了深入研究,发现其与电池材料特性直接相关。在滥用条件下,电池材料之间极易发生化学放热反应。当电池的产热速率大于散热速率,内部热量持续累积,导致电池温度不断升高。当电池温度达到阈值时,电池发生热失控,释放出大量的热及气体,进而引发燃烧及爆炸事故。
聚烯烃隔膜易受热发生收缩或熔化,导致电池短路。此外,该隔膜力学强度较低,易被锂枝晶刺穿。采用耐高温聚合物隔膜可提高电池安全性能。然而,该方法并不能实现内部热量的有效传导及疏散。局部热量积聚易导致热点形成,加剧锂枝晶生长,增加电池热失控风险。在隔膜中引入高导热纳米粒子可促进热量传导及疏散。得益于纳米复合增强作用,引入纳米粒子有望提高隔膜力学性能以抑制锂枝晶生长。研究表明,磷系阻燃剂受热裂解产生磷氧自由基以捕获氢或氢氧自由基,从而阻止热失控链式反应进行。通过分子设计策略,合成磷系阻燃剂以制备阻燃隔膜,可提升电池安全性能。中国工程院院士王泽山教授指出,电池本质安全设计是新能源汽车火灾防控的关键策略。因此,开发耐高温、导热、阻燃功能一体化的本质安全隔膜,可有效提升电池安全性能。
姓名 所在或毕业院校 毕业时间 学历 学位 所学专业 成员类型
柏剑钰 南京工业大学 2025-06-14 本科在读 本科在读 安全工程 团队负责人
吴家誉 南京工业大学 2025-06-14 本科在读 本科在读 消防工程 成员
黄鑫 南京工业大学 2025-06-14 本科在读 本科在读 安全工程 成员
骆子豪 南京工业大学 2027-06-14 本科在读 本科在读 安全工程 成员
李家豪 南京工业大学 2027-06-14 本科在读 本科在读 职业卫生工程 成员
姓名 所在院校 研究方向 职务 职称 教师类型
汪俊岭 南京工业大学 电池热失控及火灾以及高效电池灭火技术 副教授 副教授 指导教师
阚永春 中国科学技术大学 锂离子电池安全性能防护 副研究员 副研究员 指导教师
廖灿 福州大学 高性能阻燃锂电隔膜的结构设计、制备和相关性能研究 副教授 副教授 指导教师
肖玉玲 南京工业大学 新型高效阻燃剂和阻燃聚合物材料 讲师 讲师 指导教师
正文结束