中國科學院近代物理研究所材料研究中心與蘭州大學、先進能源科學與技術廣東省實驗室聯手，通過創新的離子徑跡技術，成功研發出高性能鋰離子電池所需的聚酰亞胺耐高溫隔膜，相關成果已在美國化學學會納米期刊上發布。
在鋰離子電池中，隔膜的作用舉足輕重，它不僅隔離正負極，還負責鋰離子的傳導，對電池安全有著至關重要的影響。當前，盡管商用鋰離子電池的能量密度已達到300瓦時每千克，并在持續提升中，但安全性問題仍然亟待解決。傳統的聚烯烴隔膜熱穩定性不佳，孔隙結構不均勻，容易在高溫下收縮，從而引發電池內部短路和熱失控。
聚酰亞胺材料因其出色的熱穩定性、高強度和良好的化學穩定性，被視為提升電池安全性的理想隔膜材料。研究團隊針對聚酰亞胺進行了深入研究，力求開發出具有均勻孔道結構且可控制備的隔膜，以提升電池的整體安全性。
利用蘭州重離子研究裝置，科研人員成功開發出基于離子徑跡技術的聚酰亞胺耐高溫隔膜制備新工藝。這種新型隔膜在多個方面均表現出顯著優勢：其機械強度高達150.6兆帕，能夠在450攝氏度的高溫下保持結構穩定，孔徑分布極為均勻，且孔道結構呈垂直排列。
實驗結果顯示，在3毫安每平方厘米的條件下，裝備了這種隔膜的鋰/鋰對稱電池能夠穩定循環1200小時，同時在鋰金屬電極表面實現了均勻且致密的鋰沉積，證明了其卓越的鋰枝晶抑制能力。在常溫條件下，使用這種隔膜的磷酸鐵鋰軟包電池能夠穩定循環1000次，容量保持率高達73.25%，并且在150攝氏度的高溫環境下仍能正常工作。
該研究不僅為高性能鋰離子電池隔膜的開發提供了新的思路，也為提升鋰離子電池的安全性提供了有效的技術途徑。
