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新型电池纤维素隔离膜问世

新型电池纤维素隔离膜问世

  为防止电池漏电短路,通常要在电池两极间涂一层多孔薄膜进行隔离。最近,韩国蔚山国立科技学院研究人员设计了一种纤维素纳米垫(c-mat)隔离膜,在一层较厚的大孔聚合物上加了一层薄薄的多孔纤维素,有效解决了传统电极隔离膜难以兼顾防漏电与离子高效传输的矛盾。

  研究人员最近发表于《纳米快报》的论文称,他们开发的新型c-mat隔离膜上层是较薄的功能化纳米纤维,下层是较厚的聚合物。通过微调两层的厚度,在防漏电和支持离子快速传输间实现了精微的平衡:纤维素层微小的纳米孔能预防电极间电流泄露;聚合物层较大的孔道作为离子“高速路”支持电荷迅速传输。它还有一个重要优势,在60℃高温下,使用c-mat膜的电池经100次循环后仍保留80%的电量,而同样温度下用传统聚合物隔离层的电池只剩5%的电量。

  研究人员解释说,商业电池内锂盐和水会发生副反应,生成锰离子等有害副产品,导致高温下电量大大损耗。c-mat膜上的纳米孔纤维素能与锰离子螯合,阻止它们参与反应,而大孔聚合物层也能捕获产生锰离子的酸性反应物,所以,一开始锰离子就较少。

  论文合著者、该校能幸运飞艇源与化学学院教授李杉阳说,他们的研究证明了活性纤维素c-mat隔离层能减少锰离子的副作用,改善电池在高温下的循环性能,效果超过目前最先进的传幸运飞艇统隔离膜技术。

  下一步,他们打算改造隔离层,使其能用于钠离子电池、锂-硫电池和金属离子电池等下一代充电电池中。李杉阳预测,用c-幸运飞艇mat做隔离膜的下一代高性能电池高温稳定性好,不仅可用在电动车电池、电网储电系统中,也有望用在海水淡化和重金属离子监测等方面。