日本东丽公司开发锂金属电池无孔隔膜 可抑制锂枝晶生长

据外媒报道，日本东丽工业公司（Toray Industries）开发了一种锂金属电池使用的无孔隔膜，可以显著提高电池安全性，并有望应用于可穿戴电子设备、无人机和电动汽车。

(图片来源：日本东丽)

随着锂离子电池市场不断扩大，对电池容量和能量密度的需求也在不断提高。在这种情况下，锂金属负极因其理论容量高、氧化还原电位低而备受关注，但这种负极尚未得到实际应用。因为在充电过程中，金属表面会形成锂枝晶，枝晶生长到一定程度后可能刺穿隔膜，导致热失控及短路，降低电池安全性。

锂枝晶沿着电池隔膜用微孔膜上的孔形成，因此去除隔膜孔隙可以阻止其生长，然而，这会大大降低锂离子渗透性，并影响充放电速率。对于能量密度较高的锂金属电池来说，其隔膜设计既要能抑制锂枝晶生长，又要保持离子导电性，同时具有较高的耐热性和热稳定性。

东丽利用一种高耐热芳纶聚合物分子设计技术来解决这一挑战，以控制分子链之间的间隙及其对锂离子的亲和力，由此产生的高离子传导性聚合物具有优异的耐热性。该公司将这种聚合物用作微孔隔膜上的无孔隔膜（包含无孔层），不仅能够保持离子传导性，而且能够抑制锂金属负极电池中的枝晶生长。

该公司表明，在电池中应用这种隔膜，可以抑制由锂枝晶引起的短路，使电池在经过100次充放电循环后，仍能保持80%以上的容量。这将有助于加快锂金属负极电池技术的研发速度。