​三单位AFM：具有冷却和防火双重功能的薄膜实现快充/放锂离子电池！

锂离子电池（LIBs）在高速运行过程中不可避免的内部温度上升导致的火灾和爆炸事故以及由于循环稳定性差而导致的能量利用率下降已经成为一个日益严重的问题。

图1. DFCNT/HS薄膜的制备与表征

清华大学刘长洪、河北工业大学孟垂舟/禹伟、北京低碳清洁能源研究院王俊明等报告了一种具有有效被动冷却性能和防火绝缘的双功能碳纳米管/吸湿性盐（DFCNT/HS）薄膜，以用于在极快放电条件下安全使用的实用LIB。

基于自适应吸湿/解吸的冷却机制的DFCNT/HS薄膜提供了32.9 W m^-2 K^-1的高冷却功率，并且在放电倍率为10和15 C时，可以将3.6V/2.0Ah-18650型LIB的最高温度分别降低11.2和17.4℃。

图2. 不同条件下DFCNT/HS膜的电池冷却效果评估

此外，覆盖冷却膜后，电池在500次循环内的10次放电中，总容量多出23.6 Ah。具有挑战性的是，在15C下实现了425次循环的几乎三倍延长寿命，额外的总容量为467.2 Ah。同时，开发的薄膜还显示出高达540℃的优异耐高温性，这可以减轻毁灭性的火灾传播。

快速散热和优异的防火性能，以及机械柔韧性和制备的可扩展性，使这种新材料在零能耗的快充锂离子电池的安全使用方面很有前景。

图3. 具有和不具有DFCNT/HS膜的电池的快充/放循环性能

Carbon Nanotube/Hygroscopic Salt Nanocomposites with Dual-Functionality of Effective Cooling and Fire Resistance for Safe and Ultrahigh-Rate Operation of Practical Lithium-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202213846