允许选择性的共价有机框架膜作为高安全性离子电池的自灭分离器

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
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 随着电动汽车的普及,对高能量密度电池的需求正在增加.
• 分离器安全性和离子运输是离子电池 (LIB) 的关键挑战.
• 目前的LIB分离器在防止树生长和确保热稳定性方面存在局限性.

研究的目的:

• 开发一种新的功能化COF (TF-COF) 膜,以提高LIB安全性和循环稳定性.
• 调查TF-COF分离器的永久选择性和阻燃性.
• 为了评估LIBs的电化学性能,使用TF-COF分离器.

主要方法:

• 用功能化的COF (TF-COF) 膜的制造.
• 描述TF-COF膜的选择性,阻燃性和离子导电性.
• 使用TF-COF分离器测试NCM811红色光电池的电化学测试,包括循环稳定性和速率性能.

主要成果:

• TF-COF分离器证明有效抑制了树的生长和短路风险.
• 膜表现出极好的阻燃性能,自灭火力高达三倍.
• 获得了高离子导电性 (8.79 × 10−4 S cm−1) 和 Li+ 转移数 (0.86).
• 带有TF-COF分离器的NCM811下载器显示,在200个周期以4.5V的电压后,容量保留率为87.6%.

结论:

• TF-COF膜为改善LIBs的安全性和循环稳定性提供了一个有希望的解决方案.
• 利用永久选择性和阻燃性COF分离器是下一代电池技术的可行策略.
• 这项工作为开发具有高安全性,高能量密度和延长运行寿命的LIB铺平了道路.