Estrategia de Modificación de Microcápsulas que Potencia la Multifuncionalidad del Separador para Mejorar la Seguridad de las Baterías de Litio-Metal

Resumen El crecimiento incontrolable de dendritas de litio y la inflamabilidad de los electrolitos son los impedimentos directos a la aplicación comercial de baterías de litio metálico (LMB) de alta densidad de energía. En este estudio, se presenta un enfoque novedoso que combina tecnologías de microencapsulación y electrohilado para desarrollar un separador compuesto multifuncional (P@AS) que mejora el rendimiento electroquímico y la seguridad de las LMB. El separador P@AS forma una capa densa de carbón a través del mecanismo de retardante de llama en fase condensada, haciendo que el separador interno se asfixie por falta de oxígeno. Además, incorpora una estrategia triple que promueve el flujo uniforme de iones de litio, facilitando la formación de una interfaz de electrolito sólido altamente conductora de iones (SEI) y fomentando la deposición de litio aplanada con puntos semilla de SiO2 activos, lo que suprime considerablemente el crecimiento de dendritas de litio. Se logra una alta eficiencia coulómbica del 95.27% en celdas Li–Cu con electrolito a base de carbonato sin aditivos. Adicionalmente, se mantiene un rendimiento cíclico estable con una tasa de retención de capacidad del 93.56% después de 300 ciclos en celdas LFP//Li. Importante, el uso del separador P@AS retrasa la ignición de las baterías de bolsa bajo calentamiento externo continuo por 138 s, lo que provoca una reducción notable en la tasa máxima de liberación de calor y en la liberación total de calor en un 23.85% y 27.61%, respectivamente, mejorando sustancialmente la seguridad contra incendios de las LMB.