通过3D增强的聚胺微球来调节离子运输的双功能分离器为无树和高温金属电池提供3D增强的保护层
Zhaoyi Wang1, Fangzhou Liu1, Xiaogang Li1
1State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China.
ACS applied materials & interfaces
|April 24, 2024
概括
一个新的碳素聚胺 (PI) 涂层聚乙烯 (PE) 分离器提高了金属电池的安全性和寿命. 这种双重功能分离器可以防止树的生长,并提高可靠的高能电池的热稳定性.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 金属电池 (LMB) 具有高能量密度,但存在安全问题,如树形成和不良的热稳定性.
- 传统的聚烯分离器有助于电池短路和热失控,这是由于异质沉积造成的.
研究的目的:
- 为LMBs开发一种新的双功能分离器,以提高安全性和循环寿命.
- 为了应对高能量密度LMBs的树岩形成和热不稳定性的挑战.
主要方法:
- 使用蚀刻-酸化方法制造碳烯聚胺 (PI) 涂层聚乙烯 (PE) 复合分离器 (PI-COOH/PE).
- 用3D碳素丰富的聚胺微球涂层PE分离器.
主要成果:
- PI-COOH/PE分离器在超过3000小时的时间内在Li对称细胞中显示出稳定的超电位.
- 带有新分离器的Li//NCM811全电池保持了在5°C下146.6mAhg-1的放电容量.
- 分离器表现出卓越的热安全性,在140°C下持续超过160分钟,而标准PE分离器的21分钟.
- 观察到改善的Li+运输和稳定的固体电解质间相 (SEI) 形成.
结论:
- 开发的PI-COOH/PE分离器有效地抑制了树的生长,并提高了热稳定性.
- 这种低成本,对工业友好的战略为更安全,更持久的高能量密度金属电池提供了有希望的解决方案.
