当前位置:主页 > 新闻中心 >

徐志康团队制备出具有不对称孔结构的复合锂电池隔膜

发表日期:2018-08-17 16:07文章编辑:国初科技浏览次数: 标签:    

       据高分子科学前沿微信公众平台2018年8月16日讯 锂离子电池凭借其高能量密度、长寿命和无记忆效应等优点已被广泛地应用于各种便携式电子设备和动力装置。锂离子电池的安全性,尤其是在高温工作条件下的运行稳定性,是电池应用的关键指标之一,正日益受到广大研究者的关注。在锂离子电池的结构中,多孔隔膜起到物理分隔正负极的作用,并且为锂离子传输提供通道,对电池的充放电性能及安全性至关重要。一般认为,大孔径隔膜有利于提高电导率,从而改善电池的初始放电容量和倍率放电性能;另一方面,较小的孔径可以有效阻止锂枝晶的生长以及电解液的流失,在提高电池的安全性能方面更具优势。因此,如何简单、有效地制备具有多层次孔结构的电池隔膜,成为同步提升电池性能和安全性的关键。
  最近,浙江大学徐志康教授课题组在Elsevier旗下Composites Communications期刊发表了题为“Sandwich-Structured Composite Separators with an Anisotropic Pore Architecture for Highly Safe Li-ion Batteries”的研究论文,报道了一种具有不对称孔结构的复合锂离子电池隔膜(SSCS)的制备新方法。在课题组前期发展的热致相分离法(TIPS)制备梯度孔分离膜(Chinese J. Polym. Sci., 2016, 34, 1423−1435)的基础上,该工作将聚偏氟乙烯(PVDF)与聚对苯二甲酸乙二酯(PET)无纺布进行复合,利用TIPS过程中成膜液内部和表面冷却速率的差异(图1a),得到了表面小孔、内部大孔的不对称孔结构(图1b,1c)。这种特殊结构使得隔膜具有较高的储液量和较小的漏液率。另外,无纺布夹心层的存在提高了隔膜的热稳定性,高温下不易变形(图2a)。同时该隔膜还具有高温闭孔的特性(图2b),从而避免了极端高温工作条件下的电池短路问题,提高了电池使用的安全性。将这种复合隔膜用于LiFePO4/Li电池中,其放电容量和循环使用稳定性均优于商品化隔膜Celgard 2400,该性能提升得益于复合隔膜独特的不对称孔结构所赋予的高电导率和低界面阻抗。该工作为制备兼具优异的电池性能和安全性的锂离子电池隔膜材料提供了一种新思路。

 

徐志康团队制备出具有不对称孔结构的复合锂电池隔膜

图1.(a)热致相分离过程中成膜液温度随位置和时间变化的关系函数;(b)具有不对称孔结构的复合隔膜的SEM照片与(c)孔径分布。

徐志康团队制备出具有不对称孔结构的复合锂电池隔膜

图2.(a)不同隔膜的热稳定性比较以及(b)复合薄膜的高温闭孔特性。

相关新闻

黎明教授团队在阴离子交换膜领域获得重要进展

湖北大学化学化工学院 8 月 22 日讯:近日,黎明教授团队在化学材料领域 TOP 期刊 Advanced Mat...

日期:2023-08-24 浏览次数:157

华南理工大学韦朝海教授团队工业废水处理创新技术:O/H/O工艺

华南理工大学环境与能源学院5月17日讯:经过近20年的积累,最近,华南理工大学环境与能源学...

日期:2023-05-22 浏览次数:174

哈尔滨工业大学邵路教授团队在二维材料水处理膜方向取得重要

哈尔滨工业大学新闻网5月5日讯:近日,城市水资源与水环境国家重点实验室成员、哈工大化工...

日期:2023-05-08 浏览次数:167

金属离子改性聚酰胺纳滤膜取得新进展!薛立新研究员团队在《

浙江工业大学3月22日讯:近日,浙江工业大学薛立新研究员团队在《Desalination》(IF 11.21)发表...

日期:2023-03-27 浏览次数:93

ICM论文 中科大徐铜文教授和葛亮教授团队:含疏水侧链的聚(烷

文章导读 科学网1月31日讯:一/二价阴离子的选择性分离涉及高盐废水资源化、氯碱工业盐水精...

日期:2023-02-06 浏览次数:166

青岛能源所开发出稳定制氢离子传导膜的新型制备技术

青岛能源所11月15日讯:与可再生能源电解水制氢技术相比,通过提纯工业副产氢获取燃料氢气...

日期:2022-11-22 浏览次数:156