三功能DOPO工程聚烯分离器与+缩接口用于极端条件下的高安全离子电池
Wende Yi1,2, Wufei Tang1,2, Weikang Su1
1College of Chemistry and Bioengineering, Hunan University of Science and Engineering, Yongzhou, 425199, China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|October 14, 2025
概括
这项研究引入了一种用于离子电池的新型聚合物改性聚烯分离器,提高了安全性和性能. 经DOPO修改的分离器提高了离子导电性,热稳定性和阻燃性,用于先进的电池应用.
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
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 聚烯 (PP) 分离器对于离子电池的安全性和性能至关重要.
- 在PP分离器中提高离子导电性,热稳定性和阻燃性仍然是一个关键的挑战.
- 电流分离器经常在安全功能和电化学性能之间做出妥协.
研究的目的:
- 使用DOPO开发一个交联聚合物修饰的聚烯分离器,以提高离子电池的性能.
- 调查DOPO修改对分离器微观结构,热和机械性能的影响.
- 阐明改善Li+离子迁移和阻燃性背后的机制.
主要方法:
- 聚烯分离器的聚合物修饰,使用9,10-二-9-oxa-10-phoshaphenanthrene-10-oxide (DOPO).
- 表面功能组的表征,微观结构稳定性,热稳定性和机械强度.
- 用修改过的分离器对离子电池进行电化学测试,包括高温循环.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以建模离子迁移和火焰阻燃性.
主要成果:
- 经DOPO修改的PP分离器表现出表面丰富的极性功能组,并通过双极-双极相互作用增强了Li+离子迁移.
- 获得了更好的微观结构稳定性,热稳定性 (>90°C) 和机械强度 (>200 MPa).
- 电池在高温循环 (130°C在2°C) 后表现出良好的容量保留 (105.2mAhg-1) 和良好的阻燃性.
- DFT的计算证实了+丰富机制和分离器的热/阻燃性能.
结论:
- DOPO 修改提供了一种多功能方法来增强离子电池分离器.
- 开发的分离器结合了阻燃性,改进的Li +导电性和卓越的稳定性.
- 这项工作提出了一种新的策略,用于生产更安全,高性能分离器,用于大规模的离子电池应用.
