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。     

锂枝晶生长机制与抑制策略

锂电池中不规则的树状锂枝晶生长导致电池电化学性能受限、寿命短和安全性低,成为锂电池技术发展的重要障碍。总结了锂枝晶的生长机制和抑制策略,分为4种锂枝晶生长模型(表面成核与扩散模型、异质成核模型、空间电荷模型和固体电解质界面膜模型)。根据锂枝晶的生长模型,分类阐释了近年来的抑制策略,包括隔膜修饰、电极设计和电解质改良。研究结果表明,开发Janus膜和隔膜涂层材料是最有前景的隔膜修饰方法;通过施加磁场、涂覆涂层等方法改进锂金属阳极是有效的电极设计策略;凝胶电解质是未来电解质改良的发展趋势之一。锂枝晶的抑制策略研究为开发高性能锂电池提供了方向。