锂离子电池隔膜的研究进展

简要叙述商用锂离子电池隔膜的制备方法,包括干法拉伸和湿法拉伸。重点介绍纤维基锂离子电池隔膜的制备方法,如熔喷法、静电纺丝法、湿法及纺黏法。此外,列举无机/有机复合膜的制备方法。探讨锂离子电池隔膜的发展趋势及存在问题。     

锂离子二次电池用隔膜——微孔膜的研究

重点对锂离子电池用微孔膜常用的原料及加工工艺、电池对微孔膜的性能要求进行了阐述。对国内外锂离子电池隔膜的开发现状进行了研究,提出我国在电池隔膜方面必须加大研究和开发的力度,摆脱对进口电池隔膜的依赖。展望了未来锂离子电池的发展方向一聚合物锂离子电池,可以预测聚合物电解质膜将是今后锂离子电池隔膜的一个发展方向。     

复合锂离子电池隔膜的制备及其电化学性能

为获得性能较好的锂离子电池隔膜,首先制备了单层静电纺聚偏氟乙烯六氟丙烯（P（VDF-HFP））纳米纤维,然后利用静电喷雾技术将Al2O3和ZrO2颗粒分散液均匀喷洒在其表面,再接收一层静电纺P（VDF-HFP）纳米纤维,制备出具有3层结构的有机/无机复合锂离子电池隔膜。同时制备了单层静电纺P（VDF-HFP）纳米纤维膜作为对比膜。考察了复合膜和对比膜的表面形貌、透气性、吸液率和热稳定性等物理性能,以及室温离子电导率、电化学稳定性和电池的循环充放电性能等电化学性能。结果表明：该复合膜的Gurley值为0.117S/(100mL?cm²),热收缩率为2.25%,吸液率为420%;室温下离子电导率为2.31mS/cm,电化学稳定窗口为5.4V,所制备电池首次放电比容量为138.6mA?h/g;在中间层添加纳米颗粒后,复合膜的透气性下降而其他指标均获得提升,综合性能优于相同条件下制备的单层静电纺隔膜     

动力锂离子电池隔膜的研究进展

针对动力锂离子电池对隔膜的要求,综述了几种常见的制备方法及其隔膜的性能,重点介绍了不同制备方法的新进展。可以通过不同熔点聚合物的多层复合以及寻找更好的耐高温材料来提高拉伸膜的耐高温性能。溶剂共混和添加无机颗粒可以改善以静电纺丝为代表的干法非织造隔膜的力学性能。超细纤维的复配用以控制湿法非织造隔膜的孔径大小及其分布。复合膜作为一种新型的动力锂电隔膜,展现出了良好的均一性、低的热收缩率以及较好的耐高温性能。核心在于寻找合适的复合手段和把不同复合材料协同优势发挥到最大化。     

锂离子电池无机复合隔膜的制备及其性能研究

本文结合隔膜在锂离子电池中的作用机制及消费型锂离子电池的发展方向,探讨当下锂离子电池隔膜材料和工艺的具体现状和主要问题,阐述通过不同工艺在通用隔膜上复合具有亲液、耐高温等性能的无机材料涂层,从而获得隔膜性能适应性提升的具体制备对策,并对各类无机复合隔膜的性能进行解构和分析,旨在为促进我国锂离子电池隔膜工艺及材料的发展提供借鉴与参考。     

锂离子电池隔膜研究进展

隔膜位于锂离子电池的正极和负极之间,是电池的重要组成部分之一,对电池的安全性起着至关重要的作用.本文介绍了聚烯烃基、非织造布和纤维素纸基锂离子电池隔膜及其复合隔膜的研究进展,分析了各类隔膜材料的优缺点及其对电池电化学性能的影响,并对锂离子电池隔膜的发展趋势进行了展望.     

ZIF-67掺杂纸基锂离子电池隔膜的制备及其性能研究

本研究将二甲基咪唑钴（ZIF-67）添加到剑麻浆料中,抽滤后制备ZIF-67掺杂纸基锂离子电池隔膜。结果表明,随着ZIF-67掺杂量由0增加至30%,纸基锂离子电池隔膜的孔隙率由74.5%降至45.5%,亲液性增加,离子电导率由0.29 mS/cm提高至2.58 mS/cm,界面电阻由467 Ω减小至210 Ω,电化学稳定窗口由4.6 V增加至5.2 V。当ZIF-67掺杂量为30%时,组装的锂离子电池在循环50次后容量保持率高达90%。剑麻纤维经羧甲基化改性后,纸基锂离子电池隔膜的孔隙率增加,各项电化学性能也有所提高,但由于其机械强度较差,导致其电池容量快速衰减。     

锂离子电池隔膜的工艺及性能研究

为了探究熔喷非织造布制备锂离子电池隔膜的可行性,观察其形貌,测试其热收缩性能、拉伸性能、孔隙率、吸液率及电化学性能。结果表明:熔喷工艺隔膜与干法工艺隔膜、湿法工艺隔膜具有相近的孔隙率,都在40%左右,但熔喷工艺隔膜的吸液率为292.53%,远高于干法工艺隔膜的134.47%和湿法工艺隔膜的128.22%;且熔喷工艺隔膜在150℃条件下,几片无收缩。熔喷工艺隔膜的内阻及电化学性能低于干法工艺隔膜,高于湿法工艺隔膜。说明熔喷非织造布制备锂离子电池隔膜,满足锂离子电池隔膜材料的需要,具有一定的可行性。     

聚丙烯超细短纤维锂离子电池隔膜的制备及性能研究

电池隔膜作为动力电池关键的内层组件之一,是具有一定技术壁垒的高附加值材料.然而,目前国产的锂离子电池隔膜质量不稳定,很难满足在孔隙率、孔径分布、厚度等方面的技术要求.本研究采用不同分散剂对聚丙烯(PP)超细短纤维处理,改善其在浆料中的分散性能,解决了PP超细短纤维分散性差的难题,并采用湿法抄造工艺制备锂离子电池隔膜.结...     

基于PVDF-HFP微孔膜与玻纤机织物的锂离子电池复合隔膜

以玻璃纤维机织物为中间层,聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)微孔膜为上下层,制备三明治结构的锂离子电池复合隔膜,对其干态与湿态下的力学性能、电解液亲和性、热稳定性及电化学性能等进行测试,并与商品化锂离子电池隔膜Celgard 2400进行对比。结果表明,三明治结构的锂离子电池复合隔膜具有更好的力学性能、电解液亲和性、热稳定性及电化学性能。     

静电纺丝技术在锂离子电池中的应用进展

综述了静电纺丝制备锂离子电池负极材料和聚合物电解质的研究进展,比较了不同处理条件下获得的碳基纳米负极材料的优缺点,介绍了硅基、锡基和钛的氧化物等非碳基负极材料的发展。以PVDF为主的凝胶聚合物电解质静电纺丝技术的发展主要以平衡锂离子传导率和机械性能为目标,实现两者的共同提高。     

The high performances of SiO2-coated melt-blown non-woven fabric for lithium-ion battery separator

This paper reports a kind of composite separator which is prepared by adopting polypropylene melt-blown non-woven fabric as base material, and coating nano-SiO₂ particles on its unilateral side. This paper also observes the morphology of separators and character the pore size, thermal stability, and electrochemical performance of separators. Results show that: filling nano-SiO₂ particles into polypropylene melt-blown non-woven fabric could improve the thermal stability, ionic conductivity, and pore size distribution of polypropylene melt-blown non-woven fabric, especially, the C-rate performance. When the coating solution reaches 15 wt.%, the c-rate performance of separator reaches a higher value of 152 mAh.g^?1 at 0.2 C and 89 mAh.g^?1 at 5 C, which was more excellent than c-rate performance of other composite separators and pp membrane. Such kind of designing used new preparation process and will to be a promising separator for power lithium-ion battery.     

取向增强复合锂离子电池隔膜的制备及其性能

为获得纵向拉伸性能优异的静电纺丝锂离子电池隔膜,首先在不同转速条件下制备聚丙烯腈（PAN）纤维膜,分析得出在700 r/min 时,PAN 纤维排列取向性最好。然后将在700 r/min 条件下制备得到的PAN 增强层纤维膜作为中间层,结合上下2 层杂乱分布的聚酯（PET）纤维膜形成取向增强复合隔膜,在低速（100 r/min）条件下制备了PET/PAN/PET 各向同性纤维膜作为对比膜。表征了2 种隔膜的物理力学性能及电化学性能。结果表明：取向增强复合隔膜的吸液率为371%,热收缩率为4.1%,室温下离子电导率为0.553 ms/cm,电化学稳定窗口为5.27 V;由其制备的电池首次放电比容量为138.0 mA?h/g;纵向拉伸断裂强度为9.2 KPa,比对比膜提高了130%,该取向增强复合隔膜机械强度显著提高,综合性能优于PET/PAN/PET 各向同性纤维膜。     

基于离子液体协同法的双交联结构细菌纤维素/聚丙烯酰胺凝胶聚合物电解质构建

为实现凝胶电解质性能间的平衡,以氧化细菌纤维素为基体,分别采用3种阴离子类咪唑型离子液体与其实现离子交联,同时将丙烯酰胺在交联体中进行原位自由基聚合,制备细菌纤维素/聚丙烯酰胺双交联结构的凝胶聚合物电解质。其中阴离子类咪唑型离子液体分别是1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMIMBF₄)、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(EMIMPF₆)和1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐(EMIMTFSI),在构筑双交联结构凝胶聚合物电解质中起到了关键的协同作用。结果表明：在以EMIMBF₄为协同剂时,制备的凝胶聚合物电解质具有最优的力学性能和离子电导率;断裂伸长率为38.36%,拉伸强度为175.25 kPa,离子电导率达到20.16 mS/cm。     

静电纺丝法制备锂离子电池隔膜的研究进展

利用静电纺丝技术可以制得高比表面积、高孔隙率的纤维及纤维毡状材料,使其在制备锂离子电池隔膜中具有明显的应用优势。综述了采用静电纺丝法制备纳米纤维膜用作电池隔膜的技术特点及其主要影响因素。重点阐述了静电纺隔膜的结构和性能,如膜的形态结构、机械性能、化学稳定性和热稳定性等。     

锂离子电池液态GaSn自修复负极材料的制备及其电化学性能

为解决目前锂离子电池负极材料固有的体积膨胀问题,使用室温下呈液态的镓锡(GaSn)合金作为锂离子电池负极材料,通过静电纺丝法将液态GaSn合金束缚在纳米纤维内部以及纳米纤维的网络状结构中间,并组装成锂离子电池,对其结构和性能进行表征与分析。结果表明:液态GaSn合金可均匀地分散在碳纳米纤维中,同时GaSn合金由于超声空化作用形成液态小液滴,在循环过程中由于流动性和高表面张力逐渐聚集成大液滴而被固定在纳米纤维网络结构中间,有利于电极材料自愈性更好发挥,可有效修复电池在循环过程中所产生的裂纹;100圈充放电循环测试后,电池的容量保持率达94.8%。     

不同类型MH/Ni电池自放电性能研究

从电解液组成、正极添加剂和隔膜3个方面入手研究了改善金属氢化物/镍(MH/Ni)电池自放电性能的措施.结果表明,采用丙烯酸接枝或磺化处理的PP隔膜以及采用NaOH电解液代替KOH电解液均可以有效降低电池的自放电率;而正极中加入高温添加剂无明显效果.另一方面,通过降低MH/Ni电池的自放电率可以减缓储存期间电池开路电压下降的速率,延缓CoOOH还原反应的发生,从而在一定程度上降低其容量不可逆衰减率.     

聚丙烯腈基Si/C/碳纳米管复合碳纳米纤维膜的制备及其储能性能

针对Si材料储能过程中体积膨胀的问题,首先采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)/Si /Fe复合纳米纤维(NFs)膜,然后经化学气相沉积法在复合NFs膜上生长碳纳米管(CNTs),最后经800 ℃炭化得到PAN基Si/C/CNTs复合碳纳米纤维(CNFs)膜。借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、热重分析仪等表征复合CNFs膜的结构与性能,并将其用于锂离子电池负极进行电化学性能测试。结果表明:用添加质量分数为15% 的FeSO₄(占PAN)催化剂的纺丝液制备的复合CNFs膜具有独特毛毛虫结构,其可有效提升电池的电化学性能,具有2 067.9 mA·h/g的初始放电比容量,循环400圈后仍具有851.2 mA·h/g 的放电比容量,每圈的容量衰减率仅为 0.15%。