生物质基锂电池隔膜材料研究进展

可持续可再生的生物质材料是目前最具有前景的绿色材料之一,在锂电池器件中的应用是能源技术未来发展的重要方向。综述了生物质基锂电池隔膜材料研究进展,从生物质基锂电池隔膜材料的选择,包括纤维素微米纤维基隔膜、纤维素纳米纤维基隔膜、纤维素衍生物隔膜与其他生物质基隔膜的制备与应用,并从无机填料改性、有机共混改性与化学改性三个方面阐述了生物质基锂电池隔膜的主要改性方法,并对未来生物质基锂电池隔膜在储能领域的发展进行了展望。生物质基隔膜未来发展的关键在于对其性能的优化设计以解决锂枝晶生长等问题造成的安全局限性,以及通过材料改性方法突破传统材料的限制和实现性能飞跃式提升。     

新型锂电池隔膜材料研究进展

锂电池在电子储能领域的应用越来越广泛,市场需求量越来越大。隔膜作为锂电池的核心部件,其性能直接关系到锂电池的电化学性能和安全性。本文介绍了间位芳纶（PMIA）、纤维素、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚酰亚胺（PI）、聚丙烯腈（PAN）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基新型隔膜的制备方法,总结了以这些隔膜材料为基础改性的复合隔膜的研究成果,探讨了各类新型隔膜的优缺点。最后,提出了锂电池隔膜面临的挑战及解决方法,并对锂电池隔膜未来的发展方向进行了展望。     

纤维素基材料在锂电池中的应用研究进展

概述了组成锂电池的隔膜、电解质以及电极的使用现状及缺陷,介绍了近几年来纤维素及纤维素衍生物在用作锂电池隔膜、电解质及电极材料时的制备方法,并对其组装成的锂电池的电化学性能等进行了分析。最后总结了纤维素及其衍生物在用作锂电池时的缺陷,指出未来的研究方向。     

静电纺丝聚丙烯腈基纳米纤维在锂电池中的应用北大核心

综述了近年来国内外通过静电纺丝技术制备PAN复合纳米纤维在锂电池领域上的研究现状,主要介绍了锂电池隔膜、锂电池电解质、锂电池正极材料、锂电池负极材料以及锂电池其他领域的研究进展。研究表明,通过与其他材料复合、改性和优化静电纺丝等方法,可以改善PAN复合纳米纤维膜的离子导电性、耐高温性、化学稳定性和循环使用寿命等。制备的高性能PAN基锂电池促进了锂离子的应用发展。     

生物质纤维素纤维制造技术研究

文章主要介绍生物质纤维素纤维领域的科学探索和差异化功能性生物质纤维素纤维等方面研究,分析生物质纤维素纤维在现代发展过程中的创新应用与功能性纤维的开发过程、实验产品质量研究,旨在促进生物基原材料功能化和高值化循环利用。生物质纤维素纤维已经得到高值化应用,特别是保健纤维和抗菌抑菌纤维的研究,为我国化学纤维快速发展提质。     

氢氧化钠/尿素体系中纤维素改性制备锂离子电池隔膜的研究

采用无纺布作为支撑底材,利用Na OH/尿素水溶液初步制备了无纺布基改性纤维素锂电池隔膜,对隔膜的机械性能、热稳定性能进行分析和优化,进一步添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP K-30)调控隔膜微孔结构来改善膜的性能,讨论了PVP的致孔作用对膜的机械强度、吸液率、纯水通量及孔结构的影响,并对隔膜进行SEM、XRD表征分析。研究结果表明:当纤维素含量为4%时,隔膜的变形率最高(27.55%),并且纤维素隔膜具有较高的机械强度、吸液率和热稳定性。PVP的添加量为3%时,吸液率达到最大值,隔膜的整体性能最佳,机械强度达到40.15MPa,吸液率为239%,纯水通量为122.4 L·m-2·h-1,吸液率和纯水通量比未添加时分别提高了40%和72.6 L·m-2·h-1。     

纳米SiO_2/PVA涂覆纤维素基锂电池隔膜的研究

以纤维素隔膜为基膜,用纳米SiO_2/PVA作为涂覆液来提高锂电池隔膜的综合性能,研究了涂覆层的引入对隔膜机械性能、热稳定性、吸液率、保液率以及孔隙率等的影响。测试结果表明,涂覆层的引入,使复合隔膜的综合性能明显提高,当涂覆溶液中PVA的添加量为6%,纳米SiO_2添加量为1%时,隔膜的整体性能最佳,机械强度达到35.58MPa,热收缩率、吸液率、保液率以及孔隙率分别为1.2%、228%、60.7%和42.1%。     

锂电池用纤维素基凝胶聚合物电解质的研究进展

电解质作为锂电池的主要部件之一,充放电过程中对锂离子传输起着重要的作用。然而传统液态电解质漏液以及充放电过程中锂枝晶生长等问题造成了安全事故频发。相比于液态电解质,凝胶聚合物电解质（GPE）将隔膜与电解质一体化,从整体上提高了安全性能和电化学性能。纤维素因其优异的热稳定性、良好的机械性能以及强电解质亲和力等优势,近年来在GPE研究领域得到了广泛关注。本文综述了微米纤维素、纳米纤维素、再生纤维素以及纤维素衍生物目前在GPE领域的研究进展,分析了不同纤维素基质或功能填料对复合GPE的性能影响,最后提出纤维素基GPE用于高性能锂电池所面临的挑战并对其研究前景进行展望。     

生物基纤维:大鹏飞兮,“八裔”何振?

<正>在目前石油资源越来越紧张、能源危机已成为全球性挑战的大背景下,来源于可再生生物质的生物基纤维顺理成章地成为纺织服装行业关注的热点。狭义上的生物基纤维主要包括生物基新型纤维素纤维、生物基合成纤维、海洋生物基纤维、蛋白纤维几大类。这其中,竹浆纤维、麻浆纤维是生物基新型纤维素纤维的代表;玉米淀粉纤维、小麦淀粉纤维是生物基合成纤维的代表;壳聚糖纤维、海藻酸纤维是海洋生物基纤维的代表;牛奶蛋白纤维、蚕蛹蛋白纤维则是蛋白纤维的代表。     

世界最先进生物质精炼厂的过去与未来

介绍了以木质纤维为原料的生物质精炼厂所面临的工艺和市场方面的挑战,指出为了满足市场发展需求,需要不断开发新工艺和新产品。文章以挪威Borregaard公司为例,详述了生物质精炼厂利用生物质原料获得最具潜力的新产品,如微纤化纤维素（MFC）、通过非木材纤维原料获得水溶性特种木素、木质纤维素乙醇、蛋白质基化学品和糖基化学品,同时,给出了生物质精炼厂长期运行的经验和开发新产品的主要途径。     

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。     

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.     

静电纺纳米材料在锂离子电池中的应用

静电纺纳米纤维膜被广泛地研究并应用在锂离子电池领域,其中:用作负极材料的包括碳纤维、碳/无机复合材料、(过渡)金属氧化物及锂金属氧化物;用于正极材料的有锂金属氧化物和金属氧化物;隔膜材料主要有聚合物及聚合物/无机物复合隔膜两类。大量的研究表明,静电纺丝纳米纤维膜以其优异的纳米特性在锂离子电池中发挥重要作用。综述最新应用于锂离子电池的正负极以及隔膜的静电纺纳米材料,并对其未来的发展方向进行展望。     

锂离子电池隔膜的研究现状

介绍了锂离子电池隔膜的主要作用、原理、性能、国内外研究与发展现状。锂离子隔膜电池具有安全性,可靠性,长循环寿命、绿色环保等特点,使得锂离子电池隔膜的研究取得了较大进展,为工业化应用奠定了理论基础。     

镍氢电池用非织造布隔膜的开发

电池隔膜是将电池正、负极分隔开以防止两极直接接触而短路的无机或有机膜。文章详细阐述了镍氢电池隔膜的作用、性能要求及国内外生产情况,重点分析了镍氢电池用非织造布隔膜生产中纤维原料的选择、生产工艺、隔膜的性能指标及所要解决的关键问题。     

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     

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。     

过温保护层合纳米纤维隔膜的制备及其性能

为克服现有隔膜材料孔隙率低、耐热性能差的缺点,采用静电纺丝技术,以耐高温性能较好的聚丙烯腈（PAN）和力学性能较好的聚偏氟乙烯（PVDF）为原料,通过多针头、滚筒接收装置成功制备了具有较高孔隙率和热稳定性等优点的PAN/PVDF/PAN 层合纳米纤维隔膜材料,并对得到的3 种不同厚度比的纳米纤维复合膜结构与性能进行了测试,探究了聚丙烯腈和聚偏氟乙烯不同厚度比例对纳米纤维膜性能的影响,同时对材料的过温保护功能进行了分析。结果表明,制备的复合纳米纤维隔膜具有75.42% 的孔隙率,在160 ℃内能保持尺寸稳定,并且超过160 ℃具有过温保护功能。     

镍氢电池隔膜纸的初步研究

对EVOH、PP、PVA等纤维进行了性能分析,结果表明EVOH纤维性能优良适合做镍氢电池隔膜。将EVOH做主体纤维的隔膜纸与PP做主体的隔膜纸以及商品样进行对比,EVOH隔膜纸的耐碱损失小于1％,抗张强度为2．5kN／m,性能要优于商品样;吸碱率和吸碱高度与商品样存在一定差距,但高于PP隔膜纸。     

纯生物质纤维素气凝胶的制备及其阻燃性能

为有效推进纺织领域资源循环利用、增强绿色低碳循环发展,以废棉纱为原料制备再生纤维素气凝胶,并在水相环境驱动下,将浸提自废弃农林作物的生物质茶多酚沉积于该气凝胶表面,开发纯生物质节能保温用阻燃纤维素气凝胶(BTCA),并分别采用极限氧指数仪、热重分析、热重红外联用仪、拉曼光谱等分析了BTCA的热稳定性、热分解气固相产物及...