ScOOH同轴装甲PI纳米纤维隔膜

高安全高倍率

在聚酰亚胺纳米纤维上原位包覆ScOOH，兼具出色热稳定性和电解液润湿性，使锂离子电池在高温下仍能安全运行并维持高倍率性能。

Liu, Kefan · Lin, Daolei · Dong, Nanxi · Liu, Bingxue · 田国峰 · 齐胜利 · 武德珍

Journal of Membrane Science 2025

具体参数

电解液接触角

{'zh': '9.05', 'en': '9.05'} °

热尺寸稳定起始温度（TMA onset）

{'zh': '350', 'en': '350'} °C

高温运行温度

{'zh': '120', 'en': '120'} °C

高温运行持续时间

{'zh': '90', 'en': '90'} min

300次循环后容量保持率

{'zh': '96.7', 'en': '96.7'} %

10C倍率放电比容量

{'zh': '142.8', 'en': '142.8'} mAh·g⁻¹

技术优势

热尺寸稳定：350°C才开始变形

ScOOH涂层在纤维间形成物理交联，抑制了聚酰亚胺纳米纤维膜在高温下的热收缩，TMA起始温度从聚烯烃隔膜的140°C提高到350°C。

电解液润湿快：接触角仅9.05°

ScOOH表面与电解液的亲和性使隔膜接触角从传统聚烯烃的48.53°降低到9.05°，有利于电解液快速浸润，减少注液时间并提高离子传输。

120°C高温下仍能安全运行90分钟

得益于高热尺寸稳定性和阻燃性，PI@ScOOH隔膜在120°C下保持稳定运行90分钟，远超传统隔膜的10分钟极限，为高温场景提供更大安全窗口。

高倍率下容量保持依旧出色

在NCM811/Li全电池中，10C倍率下放电比容量达142.8 mAh·g⁻¹，远高于聚烯烃隔膜的106.9 mAh·g⁻¹，说明隔膜的低内阻支持大电流充放电。

应用场景

• 高安全锂离子电池：直接在隔膜层面提高热稳定性，从源头降低热失控风险。
• 高倍率电池：高润湿性降低离子传输阻力，支持10C大倍率放电。
• 电池热管理：350°C热尺寸稳定起点和120°C运行能力大幅拓宽电池安全工作温度窗口。
• 航空航天电池：在极端高温和严苛安全要求下，隔膜仍保持结构完整与电化学活性。
• 动力电池：高倍率循环稳定性好，适合电动汽车等需要大电流充放电的动力场景。