基于金属有机框架的分离器的纳米界面超分子粘附使得高安全性和广泛温度范围的电池成为可能
You Gao1, Qing-Song Liu1, Man-Cheng Long1
1The Collaborative Innovation Center for Eco-Friendly and Fire-Safety Polymeric Materials (MoE), National Engineering Laboratory of Eco-Friendly Polymeric Materials (Sichuan), State Key Laboratory of Polymer Materials Engineering, College of Chemistry, Sichuan University, Chengdu, Sichuan, 610064, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|March 28, 2024
概括
一种新的金属有机框架 (MOF) 分离器提高了电池的安全性和性能. 这种新的BCM分离器提供了高热稳定性和更好的离子导电性,克服了传统的多烯分离器的局限性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 电池中的聚烯烯分离器受到热收缩和低离子转移的影响.
- 金属有机框架 (MOF) 由于其热稳定性和多孔结构,提供了潜在的解决方案.
- 传统的方法难以制造具有高度的MOF膜.
研究的目的:
- 为电池开发一种基于MOF的高孔密度,独立的安全隔离器.
- 为了解决电池分离器当前的热不稳定性和低离子导电性问题.
- 为了提高电池的整体安全性和性能.
主要方法:
- 使用纳米界面的超分子粘附策略来准备基于MOF的分离器 (BCM分离器).
- 描述BCM分离器的特性,包括表面积,多孔性,电解质吸收和热稳定性.
- 评估Li//LiFePO4和Li//NCM811电池的电化学性能,包括离子导电性和Li+转移数.
主要成果:
- 该BCM分离器具有较高的特定表面积 (450.22 m2 g-1),多孔性 (62.0%) 和电解质吸收率 (475 wt%).
- 保持高达200°C的结构完整性,离子导电率为1.97 mS cm-1和Li+转移数为0.72.
- 显示出出色的循环稳定性 (95.07%的容量保留在5°C的1100个循环后) 和高温性能 (80°C的300个循环).
- 在Li//NCM811电池中提高了速度性能,在袋式电池中在120°C下安全运行.
结论:
- 开发的使用MOF的BCM分离器显著提高了电池的安全性和性能.
- 这种新的制备策略克服了在制造高度MOF膜方面的挑战.
- 该BCM分离器对下一代电池充满希望,需要高热稳定性和高效率.
