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2026-09-15

东华大学:面向锂电池热防护的珍珠链嵌入混合气凝胶膜

东华大学发表于《Advanced Functional Materials》,论文题目为《Pearl-Chain-Embedded Architecture in Polyimide-Based Hybrid Aerogel Membranes: Toward Flexible Thermal Protection for Lithium-Ion Batteries》。(聚酰亚胺基混合气凝胶膜中的珍珠链嵌入结构:迈向锂离子电池的柔性热保护)。

重点

本研究采用定制化两步凝胶策略,制备出具有**珍珠链嵌入结构**的羟基聚酰亚胺‑聚甲基倍半硅氧烷(OHSQ)混合气凝胶膜;通过分子设计在聚酰亚胺主链引入羟基,与原位生长的二氧化硅构建高密度氢键网络,解决有机‑无机两相相容性差的问题,借助快速溶剂置换获得大孔骨架保障硅溶胶均匀渗透。最优样品 OHSQ‑2 兼具 26 MPa 拉伸强度、优异耐弯折性能(1000 次弯折后力学性能衰减很小)、低导热系数、高热尺寸稳定性与阻燃性能(LOI 达 43.1%);锂电池热失控测试表明,厚度仅 1 mm 的气凝胶膜可建立 324 ℃温度差,有效阻断热失控链式传播,为锂电池包等受限空间提供超薄柔性热防护方案,未来还需在大容量电池模组中进一步验证实用性。

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图 1 OHSQ 气凝胶膜的制备原理

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图 2 OHSQ 气凝胶膜的化学结构与界面相互作用。

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图 3 OHSQ 气凝胶膜的微观结构

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 图 4 OHSQ 气凝胶膜的物理性能。

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图5 OHSQ 气凝胶膜的热稳定性与阻燃性能 。

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图 6 OHSQ 气凝胶膜在锂离子电池中的热防护应用

原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.78138

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