中化新網(wǎng)訊 近日,中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所環(huán)境材料與生態(tài)化學(xué)研發(fā)中心和淮陰師范學(xué)院合作,在硅基超親電解液鋰電池隔膜研究取得新進展。課題組研究出一種仿樹葉結(jié)構(gòu)的鋰電池隔膜,用于解決高能量密度鋰金屬電池中不可控的鋰枝晶生長等問題。
鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。隨著20世紀(jì)微電子技術(shù)的發(fā)展,小型化的設(shè)備日益增多,對電源提出了很高的要求。鋰電池隨之進入了大規(guī)模的實用階段。 能量型鋰金屬電池作為下一代電化學(xué)儲能技術(shù),是電動汽車、航空航天等領(lǐng)域發(fā)展的基礎(chǔ)。然而,在構(gòu)建高比能鋰金屬電池的條件下,鋰枝晶不可控生長和中間產(chǎn)物穿梭等問題嚴(yán)重制約了其產(chǎn)業(yè)化進程。 據(jù)了解,課題組受樹葉分級結(jié)構(gòu)及其精細(xì)流體通道的啟發(fā),研究人員結(jié)合液體/溫度誘導(dǎo)相分離和原位聚合反應(yīng),設(shè)計了一種具有分級多孔結(jié)構(gòu)和離子選擇性的凹凸棒石/聚合物復(fù)合隔膜。 研究表明,該隔膜可有效、快速傳遞鋰離子,同時能抑制鋰鹽陰離子的通過,從而實現(xiàn)鋰離子在鋰金屬負(fù)極表面均勻、定向沉積,改善電池的界面穩(wěn)定性和循環(huán)穩(wěn)定性。此外,該隔膜展示了超親電解液性能、高的電解液吸液率和保留率、良好的熱穩(wěn)定性和阻燃性能。研究人員將其應(yīng)用于鋰-硫電池和鋰-磷酸鐵鋰電池時,在室溫或高溫條件下均表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能等。 |