聚多巴胺（PPy：PDA）薄膜离子门隔膜实现电池内阻的可逆切换

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2024-05-23 10:50:10

聚多巴胺（PPy：PDA）薄膜离子门隔膜实现电池内阻的可逆切换

电池隔膜是在很大程度上决定了电池寿命和安全性的关键部分之一。理想情况下，隔膜应起到可逆离子通道的作用。在电池长期储存期间或发生内部短路时，应关闭离子传输。相反，在充电和放电过程中应该保持离子传输开启。然而，大多数隔膜的设计缺少这种可逆性。近日，加州大学圣地亚哥分校Ping Liu研究员等人报道了一种可以控制离子传输的隔膜。

本文要点：

1）通过在传统的聚烯烃隔膜上沉积一层致密的300 nm聚吡咯：聚多巴胺（PPy：PDA）薄膜来实现离子在氧化“开”状态下传输，但在切换到还原“关”状态时限制离子传输。这种离子门隔膜通过允许对隔膜离子电导率和整体离子通量进行动态控制，是一种实现电池安全和控制的新方法。

2）在将离子门隔膜置于还原“关”状态下存放电池时，可以显着抑制离子传输。当在55°C 下储存2周时，离子门电池与普通电池相比，容量损失减少了约 37%，并且几乎完全消除了过渡金属（Ni、Mn、Co）的交叉。离子门电池在“开”状态下也显示出类似于普通电池的循环性能，但当离子门到“关”状态时，它会有效地关闭电池。此外，离子门可以通过将其直接与锂负极短路来关闭，这表明其在发生内部短路时作为安全机制的潜力。