锂离子电池隔膜将趋于多功能化-第2页-北极星储能网

投稿

我要投稿

为了解决锂离子电池内部由于LiPF6分解所产生的HF和路易斯酸等对电池寿命的影响，以色列巴伊兰大学的AnjanBanerjee设计了一款能够净化电解液中HF等酸性物质的功能的隔膜，该隔膜的突出特点是在保证了隔膜正常功能的前提下，通过在隔膜内加入具有除去HF功能的4-乙烯基吡啶（DVB-4VP）材料，从而达到了清除电解液中的HF等酸性物质的目的，进而提升锂离子电池的循环性能。实验验证发现，采用上述功能隔膜的LMO／石墨电池在经过55℃高温循环后，容量保持率的到了明显的提升。在经过180次循环后，对照组电池容量衰降了71%，而采用功能隔膜的实验组容量损失仅为39%。表明该隔膜很好的对电解液中的HF等酸性物质进行了净化，减少了副反应的发生，提升了电池的循环寿命。

上述的几种隔膜主要功能是通过对电解液进行净化，从而达到提升锂离子电池性能的目的，在锂离子电池使用中我们非常关注的另外一点就是锂离子电池的安全性，特别是三星发生Note7手机爆炸事故后，我们对锂离子电池的安全性问题也更加关注。锂枝晶问题是引起锂离子电池安全性降低的一个重要原因，导致锂离子电池锂枝晶产生的原因很多，例如N/P比不合理，低温充电和大倍率充电等都可能导致负极锂枝晶问题。锂枝晶产生后，可能会穿透隔膜，引起正负极短路，因此在锂离子电池的使用过程中要尽可能的避免锂枝晶产生。斯坦福大学的KaiLiu等人为了解决锂枝晶的问题，设计一款具有三层复合结构的多功能隔膜。该隔膜由两层聚合物隔膜中间夹着一层纳米SiO2颗粒构成，当锂枝晶生长到穿入隔膜时，会与SiO2颗粒接触，并与之反应，Li枝晶被消耗，从而避免了Li枝晶穿透隔膜，导致正负极短路。作为一种主动安全隔膜，该隔膜能够与锂枝晶及时发生反应，避免Li枝晶穿透隔膜引发短路，提升锂离子电池的安全性和循环寿命。

由于锂离子电池是一个封闭的体系，因此我们很难实时的对锂离子电池内部的反应进行监测，对于锂枝晶而言更是如此，如果不对锂离子电池进行拆解很难发现电池内的锂枝晶，在循环过程中发现锂枝晶往往是电池电压突然下降，此时锂枝晶已经穿透隔膜，导致正负极短路，严重时甚至可能引发热失控。因此对Li枝晶的早期监测能够有效的提升锂离子电池的安全性，为此斯坦福大学的HuiWu等人设计了一款能够对锂离子电池内的锂枝晶问题进行早期监测的隔膜，该隔膜的基本结构如下图所示，可以看到相比于传统的隔膜，该隔膜的显著特点是在隔膜的中间加了一层金属导电层，并引出一个电极。由于该导电层和负极的材料不同，因此该电极和负极之间存在一个电势差。随着锂枝晶的生长，当Li枝晶穿过隔膜时，会导致负极和这层金属导电层之间发生接触，使的该电势差降为0，而此时锂枝晶并未穿透隔膜，因此可以通过监测该金属导电层与负极之间的电势，在早期发现Li枝晶的生长，对问题电池及时更换，从而避免因为Li枝晶造成的短路问题的发生，提升锂离子电池的安全性。

多功能化是锂离子电池隔膜发展的重要趋势，特别是随着锂离子电池能量密度的不断提高，其循环性能和安全性能也需要更多的关注。隔膜在实现传统的功能的基础上，还需要能够实现抑制电池内的副反应，提升电池的循环性能，并对引起安全问题的因素进行抑制，防止电池内短路的发生，提升电池的安全性。

无线充电发展前景可期未来可能不再需要电线

锂离子电池查看更多>正极材料查看更多>锂离子电池隔膜查看更多>

姓名：
性别：
出生日期：
邮箱：
所在地区：
行业类别：
工作经验：
学历：
公司名称：
任职岗位：

锂离子电池隔膜将趋于多功能化

无线充电发展前景可期 未来可能不再需要电线

登录注册

绑定账号

想要获取更精准资讯推荐？建议您完善以下信息~

订阅成功

无线充电发展前景可期未来可能不再需要电线

想要获取更精准资讯推荐？建议您
完善以下信息~