高性能生物质纤维基锂电池隔膜研究进展
2021-03-09黄秋美赵传山杜延超
中国造纸 2021年1期
黄秋美 赵传山,* 李 霞 杜延超
(1.齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室,山东济南,250353;2.济南市产品质量检验院,山东济南,250101)
随着能源危机和环境污染问题日益严重,对可再生能源的需求正迅速增加[1]。电池储能是可再生能源发展的关键,尤其是锂电池,因其具有高能量密度、无记忆效应和环境友好等优势,目前已广泛应用于电动汽车、航空航天、便携式电子设备等领域[2-3]。隔膜是锂电池的重要组成部分,位于正极和负极之间,通过避免电极接触来防止内部短路;同时,隔膜可以储存足量的电解液,从而保证锂离子自由并高速传输。因此,隔膜在决定锂电池的电化学性能和稳定性方面起到关键作用[4-5]。
目前,商业化的锂电池隔膜主要是微孔聚烯烃隔膜,包括聚乙烯、聚丙烯及其共聚物等。然而,聚烯烃由不可再生和降解的石油基产品制成,广泛使用会对环境造成一定危害;此外,由于其较低的表面能,聚烯烃隔膜对电解质的润湿性较差,因此锂离子迁移率较低,锂电池的电化学性能较差;同时,由于聚烯烃隔膜固有的低熔点,其热稳定性差,90℃以上会发生热收缩,150℃以上会逐渐融化;将其应用于高功率锂电池,在运行过程中温度升高,可能会使聚烯烃隔膜迅速收缩,从而引起电池内部短路甚至爆炸[6-8]。因此,为了提高锂电池的安全系数及其电化学性能,制备一种具有环境友好性、较好的润湿性和热稳定性的隔膜材料成为了当下的研究热点[9-10]。……
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