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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
2023年09月30日 10:08:39 來源:化工儀器網(wǎng) 作者:楊 點(diǎn)擊量:4282

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)等問題。

  【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,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》。
 

 

  參考資料來源:中國(guó)科學(xué)報(bào)
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