《自然通讯》近日发表了科学院、武汉理工大学等单位联合团队的研究成果，他们合成了一种多层碳纳米管薄膜，能够自组装在金属锂负极表面，截停锂枝晶。
多层碳纳米管锂电池电极保护膜结构示意图
科学院副研究员张浩介绍，金属锂具有最高的理论比能量，被公认是最具前景的下一代高能量电池负极材料，之所以难以应用，是因为金属锂在循环充放电下出现锂枝晶刺穿电池。
论文第一作者张慧敏介绍，团队巧妙设计出拥有亲锂憎锂双重性格的梯度金属锂保护膜，底部是具有亲锂性能的纳米氧化锌／碳纳米管复合层，顶部是憎锂强度高达8GPa的碳纳米管层。该保护膜可以长期有效抑制锂枝晶生长，确保电池获得极高安全性，以及接近100%的充放电效率。
一、概述
本应用方案实时监控锂电池组每节电芯的电压、充放电电流和检测点温度，基于上述的数据完成过压、欠压、过流、高温、短路等等安全状态的检测和保护，,支持5A快速充电功能，对电池组电池进行安全管理，以下是电池组功能特性及技术参数。
二、性能参数
| 序号 | 项目 | 性能 | 备注 |
| 1 | 电池组容量 | 70Ah | 0.2C(25℃) |
| 2 | 标称电压 | 44.4V | |
| 3 | 电芯串并方式 | 12S14P | 充放电异口 |
| 4 | 充电上限电压 | 50.4V | CC/CV |
| 5 | 放电下限 | 32.4Ｖ | ＣＣ |
| 6 | 最大充电电流 | 10A | |
| 7 | 最大持续放电电流 | 60A | |
| 8 | 单粒过充保护电压 | 4.25V | |
| 9 | 单粒过放保护电压 | 2.7V | |
| 10 | 过温保护保护值 | 65℃ | |
| 11 | 循环寿命 | ≥500次 | >60% |
| 12 | 电流短路保护值 | 80±10A | |
| 13 | 工作环境温度 | 0–45℃ | |
| 14 | 储存温度 | 温度：-20–45℃
湿度：<80%RH |
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| 15 | 质量 | 约23千克 | |
| 16 | 尺寸 | 460*400*70mm | 不带支架 |
| 17 | 环保 | 符合RoHS要求 | |
| 18 | 认证 | UN38.3 |
三、保护系统说明
3.1、本系统主要由 12串 14并 32650 5000mAh锂离子电池组成，安全管理电路，带电量显示电池保护系统组成，支持边充边放和快速充电功能。
3.2、电池保护系统：主要包括过压、欠压、过流、过温、短路等保护功能。
3.2.1 过充电保护：通过电池保护板的过电压保护检测电路，实时检测电池充电过程中每串电池的电压变化，当任何一串电芯电压达到设定值则传出信号截止充电 MOS-FET，切断充电回路，防止电芯过充电。
3.2.2 过放电保护： 通过电池保护板的过放电保护检测电路，放电过程中电池管理芯片实时检测电池放电状态的电压；若出现电池电压低于设定的限值，电池管理电路会输出信号切断放电 MOS-FET，实现过放电保护电池目的。
3.2.3 温度保护功能：电路检测到电池温度过高，超过 65℃，系统断开充放电回路，禁止对电池充放电，起到温度保护目的。
