中科院蘭州化物所硅基超親電解液鋰電池隔膜研究獲進展
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負極材料、使用非水電解質溶液的電池。隨著二十世紀微電子技術的發(fā)展，小型化的設備日益增多，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儲能技術，是電動汽車、航空航天等領域發(fā)展的基礎。然而，在構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)物穿梭等問題嚴重制約了其產(chǎn)業(yè)化進程。
近日，中國科學院蘭州化學物理研究所環(huán)境材料與生態(tài)化學研發(fā)中心和淮陰師范學院合作，在硅基超親電解液鋰電池隔膜研究取得新進展。一種仿樹葉結構的鋰電池隔膜，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。
據(jù)了解，課題組受樹葉分級結構及其精細流體通道的啟發(fā)，研究人員結合液體/溫度誘導相分離和原位聚合反應，設計了一種具有分級多孔結構和離子選擇性的凹凸棒石/聚合物復合隔膜。
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)了鋰離子在鋰金屬負極表面均勻、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。
相關論文Plant Leaf-Inspired Separators with Hierarchical Structure and Exquisite Fluidic Channels for Dendrite-Free Lithium Metal Batteries于近日發(fā)表在納米材料領域期刊《Small》。
參考資料來源：中國科學報
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