新型電池纖維素隔離膜問(wèn)世

新型電池纖維素隔離膜問(wèn)世

為防止電池漏電短路，通常要在電池兩極間涂一層多孔薄膜進(jìn)行隔離。最近，韓國(guó)蔚山國(guó)立科技學(xué)院研究人員設(shè)計(jì)了一種纖維素納米墊( c-m a t)隔離膜，在一層較厚的大孔聚合物上加了一層薄薄的多孔纖維素，有效解決了傳統(tǒng)電極隔離膜難以兼顧防漏電與離子高效傳輸?shù)拿堋?/p>

研究人員最近發(fā)表于《納米快報(bào)》的論文稱，他們開(kāi)發(fā)的新型c-m a t隔離膜上層是較薄的功能化納米纖維，下層是較厚的聚合物。通過(guò)微調(diào)兩層的厚度，在防漏電和支持離子快速傳輸間實(shí)現(xiàn)了精微的平衡：纖維素層微小的納米孔能預(yù)防電極間電流泄露;聚合物層較大的孔道作為離子“高速路”支持電荷迅速傳輸。它還有一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)，在6 0℃高溫下，使用c-m a t膜的電池經(jīng)1 0 0次循環(huán)后仍保留8 0%的電量，而同樣溫度下用傳統(tǒng)聚合物隔離層的電池只剩5%的電量。

研究人員解釋說(shuō)，商業(yè)電池內(nèi)鋰鹽和水會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，生成錳離子等有害副產(chǎn)品，導(dǎo)致高溫下電量大大損耗。c-m a t膜上的納米孔纖維素能與錳離子螯合，阻止它們參與反應(yīng)，而大孔聚合物層也能捕獲產(chǎn)生錳離子的酸性反應(yīng)物，所以，一開(kāi)始錳離子就較少。

論文合著者、該校能源與化學(xué)學(xué)院教授李杉陽(yáng)說(shuō)，他們的研究證明了活性纖維素c-m a t隔離層能減少錳離子的副作用，改善電池在高溫下的循環(huán)性能，效果超過(guò)目前最先進(jìn)的傳統(tǒng)隔離膜技術(shù)。

下一步，他們打算改造隔離層，使其能用于鈉離子電池、鋰-硫電池和金屬離子電池等下一代充電電池中。李杉陽(yáng)預(yù)測(cè)，用c-mat做隔離膜的下一代高性能電池高溫穩(wěn)定性好，不僅可用在電動(dòng)車電池、電網(wǎng)儲(chǔ)電系統(tǒng)中，也有望用在海水淡化和重金屬離子監(jiān)測(cè)等方面。

摘編自“中國(guó)聚合物網(wǎng)”