锂离子电池热失控是制约电动汽车和储能系统安全发展的核心瓶颈。在几乎所有电池安全机理及建模研究中,负极铜集流体均被假设为“导电但化学惰性”的组件,在电池热失控之前对内部的链式放热反应没有贡献。然而,清华大学核研院锂离子电池实验室与云南大学合作团队的最新研究推翻了这一传统观点。
研究证明:在热失控早期,铜集流体扮演着催化剂与反应物的双重角色(图1)——它在催化锂盐与溶剂热分解的同时,自身也发生氟化反应;这一过程产生的新物种进一步诱导电解液热解,形成一个放热自加速的化学反应链。在充电态石墨负极与电解液共存的情况下,铜集流体使两者间的放热总量增加了53.6%,这会显著加速电池热安全失稳演变至热失控的速度。
这一发现弥补了原有电池本征热安全机理认知及热失控模型中的重要缺失,同时也为本质安全型集流体研发提供了理论依据和方法基础。

图1. 铜集流体在锂离子电池热失控中的催化-反应双功能机制示意图。
来源:本论文中的Graphic Abstract(Acta Physico-Chimica Sinica, 2026)。
该成果以“Copper: the hidden catalyst in battery thermal runaway”为题,于2026年8月27日发表于《物理化学学报》(Acta Physico-Chimica Sinica),云南大学博士生赖廷润为第一作者,清华大学王莉、云南大学王毓德、清华大学何向明三位教授担任通讯作者。
该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、云南省基础研究重大项目、北京自然科学基金等资助。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.actphy.2026.100410