隔膜涂层对锂离子电池热失控影响研究

doi:10.16389/j.cnki.cn42-1737/n.2025.05.006

江汉大学学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (5): 53-60.doi: 10.16389/j.cnki.cn42-1737/n.2025.05.006

• 光电化学材料与器件研究 • 上一篇

隔膜涂层对锂离子电池热失控影响研究

李英东^1a，1b，陈灵勤^1a，1b，周天健^1a，1b，陈轲鼎^1a，1b，苟斌²，杨丽²，张薇²，刘志宏^{*1a，1b，1c}

1. 江汉大学 a. 光电材料与技术学院，b. 光电化学材料与器件教育部重点实验室，c. 精细爆破全国重点实验室，湖北武汉 430056；2. 东风汽车集团有限公司研发总院，湖北武汉 430058

发布日期:2025-10-22
通讯作者: 刘志宏
作者简介:李英东（1999—），男，硕士生，研究方向：锂离子电池热失控行为分析。
基金资助:
江汉大学一流学科建设重大研究专项（2023XKZ012）；江汉大学精细爆破国家重点实验室自主课题（PBSKL2022102）；东风汽车集团股份有限公司横向课题（ZH2023-143）

Impact of Separator Coating on Thermal Runaway of Lithium-ion Batteries

LI Yingdong1a，1b，CHEN Lingqin1a，1b，ZHOU Tianjian1a，1b，CHEN Keding1a，1b， GOU Bin2，YANG Li2，ZHANG Wei2，LIU Zhihong*1a，1b，1c

1. a. School of Optoelectronic Materials & Technology，b. Key Laboratory of Optoelectronic Chemical Materials and Devices of Ministry of Education，c. State Key Laboratory of Precision Blasting，Jianghan University， Wuhan 430056，Hubei，China；2. Dongfeng Motor Corporation Research & Development Institute， Wuhan 430058，Hubei，China

Published:2025-10-22
Contact: LIU Zhihong

摘要/Abstract

摘要： 以陶瓷和聚偏二氟乙烯（PVDF）两种涂层的PE隔膜为研究对象，对其表面形态、热稳定性进行研究，并将其组装成软包电池，采用绝热加速量热仪（ARC）进行电池热失控测试。实验结果表明：隔膜涂层有效延迟了电池热失控的发生，抑制了热失控反应的剧烈程度，其中PVDF 涂层隔膜有效约束了电池热失控初期的副反应，而陶瓷涂层隔膜在电池热失控中后期有更好的抑制效果。因此，隔膜涂层对锂离子电池的热失控具有显著影响，其中无机陶瓷涂层能够更有效地延缓热失控的发生。

关键词: 锂离子电池, 隔膜, 涂层, 热失控, 安全性

Abstract: In this study，two types of polyethylene（PE）separators coated with ceramic and polyvinylidene fluoride（PVDF） were investigated to assess their surface morphology and thermal stability. These separators were prepared into pouch batteries，and an adiabatic rate calorimeter（ARC）was employed to evaluate the thermal runaway behavior of the bat⁃ teries. The experimental results indicated that the separator coatings effectively delayed the onset of thermal runaway and mitigated the intensity of the thermal runaway reaction in lithi⁃ um-ion batteries. Specifically，the PVDF-coated separator effectively constrained the side reactions in the initial stage of battery thermal runaway，while the ceramic-coated separator demonstrated a superior inhibitory effect in the middle and later stages of battery thermal run⁃ away. Therefore，the coated separators have a significant impact on the thermal runaway be⁃ havior of lithium-ion batteries，with the inorganic ceramic coating being more effective in delaying the onset of thermal runaway.

Key words: lithium-ion battery, separator, coating, thermal runaway, safety

中图分类号:

TM912

李英东, 陈灵勤, 周天健, 陈轲鼎, 苟斌, 杨丽, 张薇, 刘志宏. 隔膜涂层对锂离子电池热失控影响研究[J]. 江汉大学学报（自然科学版）, 2025, 53(5): 53-60.

LI Yingdong^1a，1b，CHEN Lingqin^1a，1b，ZHOU Tianjian^1a，1b，CHEN Keding^1a，1b， GOU Bin²，YANG Li²，ZHANG Wei²，LIU Zhihong^{*1a，1b，1c}. Impact of Separator Coating on Thermal Runaway of Lithium-ion Batteries[J]. Journal of Jianghan University (Natural Science Edition), 2025, 53(5): 53-60.

[1]	徐远健，李英东，陈轲鼎，刘潇怡，郑鹏伦，郑云，刘志宏. 高镍三元锂离子电池热失控实验及动力学参数分析[J]. 江汉大学学报（自然科学版）, 2025, 53(1): 5-13.
[2]	付祥南，徐远健，柴敬超，张玉敏，汪海平，郑云，解明，刘志宏，言搏，言伟雄. 化学气相沉积法制备硅碳复合负极材料的研究进展[J]. 江汉大学学报（自然科学版）, 2023, 51(4): 5-16.
[3]	陈佳，刘学清，刘志宏，刘继延. 锂离子电池高安全性阻燃聚合物电解质研究进展[J]. 江汉大学学报（自然科学版）, 2021, 49(6): 20-28.
[4]	杨坤，张诗怡，陈龙，王贵刚，林志炜，雷洪钧，肖博文，徐锐，程鑫，郑云，刘志宏. 高能量密度21700 型锂离子电池热失控行为研究[J]. 江汉大学学报（自然科学版）, 2021, 49(3): 5-12.
[5]	杨坤，雷洪钧，肖博文，吴梅林，蔡建成，郑云，程鑫，刘志宏. 锂离子电池热失控机理分析与解决策略[J]. 江汉大学学报（自然科学版）, 2020, 48(5): 14-20.
[6]	程琦，邓鹤鸣，兰倩，刘妍，汤舜，梁济元，魏锋，涂吉，曹元成. 高能电池金属锂负极改性策略的研究进展[J]. 江汉大学学报（自然科学版）, 2018, 46(3): 197-203.
[7]	程琦，兰倩，赵金星，刘畅，曹元成. 锂离子电池热失控原因及对策研究进展[J]. 江汉大学学报（自然科学版）, 2018, 46(1): 11-16.
[8]	陈佳，王小萌，刘学清，刘继延. 锂离子电池用阻燃聚合物电解质的合成及表征[J]. 江汉大学学报（自然科学版）, 2016, 44(3): 205-208.
[9]	程琦，梁济元，刘继延，曹元成. 柔性储能器件的发展现状及展望[J]. 江汉大学学报（自然科学版）, 2016, 44(3): 197-204.
[10]	李长春. 基于SSL 协议的VPN 系统实现及安全性研究[J]. 江汉大学学报（自然科学版）, 2016, 44(1): 81-88.
[11]	刘冠成，卢继平，唐其超，焦思程. 凸轮-挺柱摩擦副涂层的性能分析[J]. 江汉大学学报（自然科学版）, 2015, 43(6): 557-565.
[12]	周恒，何丹，刘继延. 锂离子电池安全型电解质的研究进展[J]. 江汉大学学报（自然科学版）, 2013, 41(3): 13-18.

隔膜涂层对锂离子电池热失控影响研究

Impact of Separator Coating on Thermal Runaway of Lithium-ion Batteries

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 12

编辑推荐

Metrics

本文评价