来源：Nature Chemical Engineering

原文：https://www.nature.com/articles/s44286-024-00103-8

01 背景介绍

电池安全中的一大隐患是热失控现象，它通常发生在电池内部局部温度攀升至临界值之时。这一现象的根源在于电池内部迅速产生的热量远超过其散热系统的处理能力，导致热量积聚。然而，提升电池内部热传导效率面临双重难题：一是金属集流体（CCs）本身的导热性能有限，二是大规模制造具有高热导性能的非金属集流体箔片存在技术挑战。

02 成果掠影

近日，武汉理工大学何大平、麦立强，深圳大学杨金龙老师团队共同报道了一种具备快速温度响应特性的非金属集流体（CC），这一创新材料有望作为传统铝和铜箔的替代品，显著提升电池系统的安全性。研究团队采用先进的连续热压工艺，成功制备出了一种在百米尺度上展现出高度取向性的石墨烯（Gr）箔。这种新型Gr箔的导热性能极为出色，其导热系数高达1400.8 W/mK，这一数值相较于传统的Al和Cu箔，足足高出了一个数量级，展现了卓越的热量传导能力。尤为关键的是，当这种具有优异温度响应特性的Gr箔被集成到LiNi_{0.8}Co_{0.1}Mn_{0.1}O_2||石墨电池中时，电池系统的散热效率得到了显著提升，有效消除了局部热点的积聚，从而避免了因铝热反应和析氢反应等快速放热过程而引发的电池热失效风险，这些反应正是锂离子电池组中热失控传播的主要诱因。研究成果以“Large-scale current collectors for regulating heat transfer and enhancing battery safety”为题发表在《Nature Chemical Engineering》。

03 图文导读

图1 大面积Cr箔的制备

图2 箔的物理特性

图3 电化学和热性能

图4 热失控时软包电池的安全性能及机理分析

标签： 导热散热 点击： 评论: