基于酸聚合物的环保膜分离器,用于离子电池
Sofia Santi1, Luca Bargnesi2, Giulia Fredi1
1INSTM Research Unit, Department of Industrial Engineering, University of Trento, Via Sommarive 9, 38123 Trento, Italy.
Polymers
|October 28, 2025
概括
由聚乙烯2,5-酸盐 (PAF) 制成的生物基电池分离器为石油基聚合物提供了可持续的替代品. 聚乙烯2,5-基碳酸盐 (PBF) 地毯具有增强的离子导电性和电化学稳定性,可提高电池性能.
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
- 可持续能源 可持续能源
背景情况:
- 来自石油的传统离子电池分离器面临着环境挑战.
- 生物基聚合物如聚乙烯2,5-酸盐 (PAF) 提供了可持续和高性能的替代品.
- 在电池应用中,研究特定的PAF,聚乙烯2,5-二甲酸盐 (PBF) 和聚甲乙烯2,5-二甲酸盐 (PPeF) 是至关重要的.
研究的目的:
- 评估电PBF和PPeF作为新的生物基电池分离器.
- 将它们的性能和性能与商业分离器进行比较.
- 评估它们提高电池安全性和可持续性的潜力.
主要方法:
- 从PBF和PPeF制造电地毯.
- 纤维形态,多孔性,热稳定性和电解质吸收的表征.
- 电化学测试,包括离子导电性 (麦克穆林数) 和循环性能.
主要成果:
- PBF地毯表现出最佳的纤维直径 (~1.0μm),高孔度 (53.6%) 和出色的热稳定性 (Tg = 25 °C,Tm = 170 °C).
- 与Celgard (15) 相比,PBF表现出更高的电解质吸收率 (531-658 wt%) 和更低的麦克穆林数 (3-10) ,这表明离子导电能力提高.
- PBF分离器在100个循环后达到135mAh/g,达到5V的稳定循环,并接近100%的库伦比效率;PPeF显示出温度敏感的孔封闭,但在碳酸盐电解质中的应用有限.
结论:
- 电PBF分离器提供了一个有前途的生物基替代品,具有卓越的离子导电性和电化学性能.
- PPeF分离器通过温度依赖的孔闭合提供了增强的安全功能,适合水系统.
- 基于PAF的分离器具有很大的潜力,可以推进可持续和高性能储能解决方案.
