近日,我院师生在材料领域TOP期刊《Small》(IF=12.1,四川大学B刊)上发表题为《Material Development of Aerogels: Application to Thermal Runaway Protection in Lithium-Ion Batteries》(气凝胶材料研究进展:在锂离子电池热失控防护中的应用)的综述论文。我院2023级本科生丁慧珍为论文第一作者,王浩伦副研究员为通讯作者,四川大学空天科学与工程学院为第一完成单位。


锂离子电池作为无人机、机器人、新能源汽车和储能装备的核心器件,其高能量密度带来的热失控安全风险一直是制约行业发展的关键瓶颈。热失控由机械挤压、过充、高温等诱因触发,可在短时间内释放大量热量与可燃气体,极易引发起火、爆炸事故,严重威胁设备运行与人身财产安全。气凝胶凭借超低密度、极低导热系数、优异热稳定性等突出优势,成为锂电池热失控防护极具潜力的新一代隔热防护材料。

该综述系统梳理了锂离子电池热失控发生、蔓延机理,对比剖析现有电池多级热防护技术的优势与局限,深入阐释气凝胶抑制热失控的多机制隔热原理。论文按照化学组成,将热失控防护用气凝胶划分为无机气凝胶、有机气凝胶以及复合气凝胶三大类,系统归纳各类材料的制备改性策略、关键性能与最新研究进展,对比不同体系气凝胶的适用场景与性能短板。从材料、电芯、模组系统等方面梳理了气凝胶在锂电池安全中的各类应用形式,并点明其工程化落地面临的现实瓶颈,提出了柔性智能气凝胶等研究方向,为储能安全防护材料研发提供参考。

该研究工作得到了国家自然科学基金重大研究计划培育项目(92471102)、四川省科技计划项目(2026YFHZ0085)、四川大学青年教师科技创新能力提升项目和交叉学科创新基金资助,并依托教育部重点实验室及四川省重点实验室完成。

论文链接:https://doi.org/10.1002/smll.76315