Large-scale current collectors for regulating heat transfer and enhancing battery safety

热失控 材料科学 箔法 电池(电) 热导率 传热 复合材料 核工程 工程类 热力学 物理 功率(物理)
作者
Lun Li,Jinlong Yang,Rui Tan,Wei Shu,CheeTong John Low,Zixin Zhang,Yu Zhao,Cheng Li,Yajun Zhang,Xingchuan Li,Huazhang Zhang,Xin Zhao,Zongkui Kou,Yong Xiao,Francis Verpoort,Hewu Wang,Liqiang Mai,Daping He
标识
DOI:10.1038/s44286-024-00103-8
摘要

Thermal runaway, a major battery safety issue, is triggered when the local temperature exceeds a threshold value resulting from slower heat dissipation relative to heat generation inside the cell. However, improving internal heat transfer is challenged by the low thermal conductivity of metal current collectors (CCs) and challenges in manufacturing nonmetal CC foils at large scales. Here we report a rapid temperature-responsive nonmetallic CC that can substitute benchmark Al and Cu foils to enhance battery safety. The nonmetallic CC was fabricated through a continuous thermal pressing process to afford a highly oriented Gr foil on a hundred-meter scale. This Gr foil demonstrates a high thermal conductivity of 1,400.8 W m−1 K−1, about one order of magnitude higher than those of Al and Cu foils. Importantly, LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2||graphite cells integrated with these temperature-responsive foils show faster heat dissipation, eliminating the local heat concentration and circumventing the fast exothermic aluminothermic and hydrogen-evolution reactions, which are critical factors causing the thermal failure propagation of lithium-ion battery packs. Understanding and preventing thermal runaway is critical to ensuring the safe and reliable operation of batteries. Here the authors demonstrate the large-scale production of a highly conductive graphene-based foil current collector to mitigate thermal runaway in high-capacity batteries.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
于小鱼发布了新的文献求助10
刚刚
Starwalker应助唐慕晴采纳,获得50
1秒前
海绵宝宝与跳跳虎完成签到,获得积分10
1秒前
zzz完成签到 ,获得积分10
1秒前
alefa发布了新的文献求助10
2秒前
犹豫梦菡完成签到,获得积分10
2秒前
动听的靖琪完成签到,获得积分10
3秒前
000完成签到,获得积分10
4秒前
0011223344发布了新的文献求助30
4秒前
4秒前
5秒前
纯情蟑螂发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
小马甲应助小包子采纳,获得10
7秒前
7秒前
zzl7337完成签到,获得积分10
7秒前
科目三应助废柴采纳,获得10
7秒前
有人喜欢蓝完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
北辰发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI6.3应助任洁采纳,获得10
10秒前
10秒前
大方寄风发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
聪明的我完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
CodeCraft应助前景采纳,获得10
12秒前
12秒前
今后应助细心难摧采纳,获得10
12秒前
焕颜完成签到,获得积分10
12秒前
qian发布了新的文献求助10
13秒前
熊猫海发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
山水蓝天应助勤劳铅笔采纳,获得10
14秒前
深情哈密瓜完成签到,获得积分10
14秒前
sachi发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
15秒前
MrZ发布了新的文献求助10
15秒前
高分求助中
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
类器官构建与应用:从基础到前沿 500
Petrology and Plate Tectonics,2025 500
Optical Coating Design with the Essential Macleod 400
A revision of Limenitis helmanni and its related species (Nymphalidae) from Central and South China 400
Moore's Clinically Oriented Anatomy 10th Edition 400
Direct and Iterative Linear System Solvers 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6789501
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8510815
关于积分的说明 18124778
捐赠科研通 6098690
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3021714
邀请新用户注册赠送积分活动 1998497
关于科研通互助平台的介绍 1986832