中科院蘭州化物所硅基超親電解液鋰電池隔膜研究獲進(jìn)展
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】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。隨著二十世紀(jì)微電子技術(shù)的發(fā)展，小型化的設(shè)備日益增多，對(duì)電源提出了很高的要求。鋰電池隨之進(jìn)入了大規(guī)模的實(shí)用階段。
能量型鋰金屬電池作為下一代電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，是電動(dòng)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(zhǎng)和中間產(chǎn)物穿梭等問(wèn)題嚴(yán)重制約了其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
近日，中國(guó)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(jìn)展。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(zhǎng)等問(wèn)題。
據(jù)了解，課題組受樹葉分級(jí)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(jì)了一種具有分級(jí)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(shí)能抑制鋰鹽陰離子的通過(guò)，從而實(shí)現(xiàn)了鋰離子在鋰金屬負(fù)極表面均勻、定向沉積，改善了電池的界面穩(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(shí)，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。
相關(guān)論文Plant Leaf-Inspired Separators with Hierarchical Structure and Exquisite Fluidic Channels for Dendrite-Free Lithium Metal Batteries于近日發(fā)表在納米材料領(lǐng)域期刊《Small》。
參考資料來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
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