DOI: 10.1002/adma.202008088

_{锂离子电池（LIBs）广泛应用（从小型化设备至大型储能装置）的同时，其安全问题也引起了人们极大的关注。隔膜是确保LIBs安全的重要组成部分，其可阻止正极和负极之间的直接电接触，同时允许离子传输。本研究首次报告了可响应于热刺激的调温隔膜。采用中空聚丙烯腈纳米纤维包覆石蜡相变材料（PCM）制备的隔膜可提供大范围的焓值（0-135.3 J g-1），能够及时缓解锂离子电池的内部升温。在滥用条件下，电池中产生的热量会刺激封装的PCM熔化，从而吸收大量的热量而不会引起温度的显著升高。通过钉子穿透对原型袋式电池内部短路的实验模拟表明，基于PCM的隔膜可以有效地抑制由于电池故障而引起的温度升高。同时，得益于独特的PCM隔膜的潜在蓄热功能，钉子穿透的电池会在35s内迅速冷却至室温。当前设计的蓄热隔膜提供了有效的过热保护策略，增强了LIBs的安全性。}

图1.用于在滥用条件下降低LIBs内部温度的温度调节隔膜的示意图。a）带有调温隔膜的LIBs。b）调温隔膜的结构示意图。c）调温隔膜降低LIBs内部温度的机制。d）PCMs在吸热和放热时的特定结构变化。

图2.PCM基隔膜的形态和微观结构。a）PW@PAN纳米纤维的照片，b）表面，c）横截面和d）断裂表面SEM图像。e）PW@PAN纳米纤维的TEM图像。f-i）在不同时间滴落电解液后，PW@PAN隔膜（f-g）和Celgard PP隔膜（h-i）的接触角。

图3.PCM隔膜的成分和热性能。Celgard PP、纯PAN和PW@PAN隔膜的a）FTIR，b）XRD，c）DTA和d）DSC曲线。e）加热到130℃的PW@PAN和Celgard PP隔膜的热成像。

_{图4.带有PCM基隔膜的电池的电化学性能。a）LiFePO4/Li电池的循环性能，b）倍率性能和c）CV曲线（1C=170 mA g-1）。d）石墨/锂电池的循环性能，e）倍率性能和f）CV曲线（1C=372 mA g-1）。g）LiFePO4/石墨袋式全电池的循环性能。h）照片显示带有PW@PAN隔膜的LiFePO4/石墨袋式电池可以为红色LED器件成功供电。}

_{图5.PCM基隔膜的温度调节特性。a，b）在钉子穿透测试之前和之后，使用PW@PAN隔膜（a）和Celgard PP隔膜（b）的LiFePO4/隔膜/Li袋式电池的热成像。c）钉子穿透前后电池的照片。d）Celgard PP和PW@PAN隔膜的比热。}