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为提高电池的能量密度使用高电压类的电极材料和电解液

时间:2019-04-21 09:50来源:海猎人
为进一步提高电池的能量密度,需要使用高电压类的电极材料和电解液, 这就意味着需要开发出耐高电压的隔膜材料。常用材料如PVDF、PMMA、 PET等不能满足高电压电池的需求,Zhao等利用纤维素基体和聚碳酸丙 烯酯(PPC)聚合物开发出耐5V高电压的凝胶电解质,突破了液态电解液对高电压的限制。当金属锂作为负极时,易被有机电解液腐蚀,在充放电循环 过程中不断粉化,产生锂枝晶,刺破隔膜使正负极接触,造成内部短路。 Goodenough团队采用面膜纸作为纤维素基多孔隔膜,可以有效地抑制锂硫电池中锂枝晶的形成问题(图2.52)。低成本、多孔结构的纤维素隔膜, 富含纳米孔和纳米棒,电解液浸润性高,其功能类似于固态电解质膜,与负 极紧密接触可有效抑制锂枝晶的形成,极大地提高了电池的安全性能和电池容量。此外,由于锂离子的溶剂化作用,锂离子的迁移数降低,影响了电池 的倍率性能,采用酒石酸硼酸锂盐(PLTB,图2.53)单离子导体涂覆纤维 素隔膜可使锂离子迁移数从0.31提高到0.48,有效降低了由于阴离子在电 极界面聚集而导致的浓差极化和副反应的发生,有利于提高倍率性能和循环 寿命。
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