人们普遍认为，用固体电解质代替易燃液体电解质(LE)可以解决锂电池的安全问题。然而，固态电池的安全性很少被讨论，因此其可靠性仍然受到质疑。近日，课题组2021级硕士生李伟对准固态电池的热失控机制探究工作，以“Systematic safety evaluation of quasi-solid-state lithium batteries: a case study”为题的论文发表在国际顶级期刊《Energy & Environmental Science》上。

本工作采用原位聚合法制备了准固态电解质，并将其作为整个热失控过程的案例模型进行了研究。ARC用于评估电池热失控路径和热失控行为。结果表明:与液体电池相比，准固态电池的自产热温度和热失控触发温度均有所提高;此外，热失控的严重程度也大大减轻。进一步分析得出:

(1)QSEs更有利于形成稳定的固体电解质界面(SEI)，从而促进更均匀的锂沉积，减少锂枝晶的形成。它不仅提高了电池在使用中的可靠性，还减少了电池的自产热。

(2)QSEs束缚了增塑剂分子，在聚合物基体熔点范围内减缓了电池内溶剂分解反应和电池内部串扰反应。有效提高了电池热失控触发温度。然而，在聚合物基体熔化后，准固态电池也会发生热失控。

(3)在电解质燃烧实验中，QSE表现为不可燃性。电解质的不可燃性使得准固态电池在热滥用和机械滥用条件下更加安全。

原文链接：https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2023/EE/D3EE03073C