UiO-66-functionalized sandwich composite separators for improved performance and safety of lithium-ion batteries

由热失控引发的安全问题严重阻碍了锂离子电池（LIBs）的进一步发展。作为锂离子电池的关键组件，具有高温自闭合功能的高性能电纺纳米纤维隔膜（ENSs）能够防止锂离子电池因热失控而引发的安全问题。本研究通过材料选择和结构设计，利用自由表面电纺技术，成功制备了夹层结构的高温自闭合ENS（CPC ENS，即PAN/PU//CPBS电纺纳米纤维隔膜）。以高熔点聚丙烯腈基ENS作为中间层，提供热稳定性；而以低熔点聚丁二酸丁二酯基ENS作为外层，赋予其高温自闭合功能。为了提高其性能，对 CPC ENS 进行了多多巴胺改性，并负载了富含活性位点的多孔结构 UiO-66，从而制备出了高性能的自闭合 UiO66@PDA@CPC ENS。结果表明，UiO66@PDA@CPC ENS 具有出色的电解液吸附率（740.7±20.6%）和润湿性（8.3±0.3°），同时在 160 °C 下保持良好的热稳定性。此外，在 0.5 C 条件下循环 100 次后，组装电池仍保持 139.6 mAh/g 的放电比容量，容量保持率为 92.4%。与此同时，锂片表面形态平整，表明 UiO66@PDA@CPC ENS 具有优异的长期循环稳定性，从而证明了其作为高性能、安全锂离子电池隔膜的巨大潜力。