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朱宝库教授课题组在高电导锂电池隔膜领域的研究取得突破

日期:2018-07-27 09:09

     

 隔膜作为锂电池的重要部件之一,在提供锂离子离子传输通道的同时还对保障电池安全性起着关键作用。聚烯烃材质的微孔薄膜是当前隔膜的主导品种,但是因聚烯烃隔膜的电导率和锂离子迁移数低,已经成为制约高功率密度电池的重要瓶颈之一。

针对这一难题,我系朱宝库教授研究团队通过系统的设计和实证研究发现,无论是在聚烯烃隔膜还是在聚酰亚胺等隔膜表面及内壁引入羧基、羟基或氨基等基团后,获得高锂离子的电导率和迁移数的隔膜。理论上,首次提出基于隔膜的高比表面积,利用内壁极性基团对锂离子的去溶剂化作用和锂离子传输的促进效应,根据实验数据,并首次经理论计算定量阐明了表面及内壁极性基团对提高电导率和锂离子迁移数的机制。由改性隔膜组装形成电池测试表明,改性隔膜在电池中的隔膜/电极界面电阻大大降低,电池充放电速率及循环性能大幅度提高。这些理论及方法,为新型隔膜的开发提供理论基础和方向。

上述研究获国家863计划和国家自然科学基金的资助,课题组的宋有志、张音和林春儿等研究生对上述系列工作做出了重要贡献。有关成果发表在J. Mater. Chem. A(2018, 6, 991-998)Electrochim. Acta(2018, 275, 25-31)J. Electroanal. Chem.(2018, 816, 68-74;2018, 808, 252-258)J. Appl. Polym. Sci. (2018,135, 46423)等期刊上。

 

 

a)锂离子去溶剂化机理,(b)锂离子传递机制,(b)电池的循环稳定性,(d)电池的倍率性能。



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