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-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。
总编辑圈点
为防止电池漏电短路并兼顾电池效率,韩国科学家一直在努力尝试研发出更加高效的电池隔离膜。事实上,早在2012年他们就已经制作出锂离子电池隔离膜,当时也是利用纤维素既具有优秀的传导性,还具有电气化学的安全性,并且可用于多种电解液之中等特性,才制造出高品质的锂离子电池。这一次,韩国科学家再次发力,使用对锰离子有更少副作用的活性纤维素c-mat隔离层,让电池在高温下的循环性能进一步提升,为新型高效电池再次添砖加瓦。
- 新型电池纤维素隔离膜问世 兼顾防漏电与高效率传
- 3D打印颠覆性突破:造出世界首批3D打印锻件
- 中国首个高通量宽带卫星通信系统启动建设
- 今年最后一分钟全球“多”一秒
- 澳发现扩大电脑硬盘内存容量和减少硬盘数量的新方
- 可随意剪切的新型膜状显示材料 能让各种物品成显
- 我国首例输入性裂谷热病毒全基因组序列测定完成
- 中国将进行世界首个CRISPR–Cas9基因编
- 你了解科技圈的“新”汽车吗?
免责声明:
1、本网转载文章目的在于传递更多信息,我们不对其准确性、完整性、及时性、有效性和适用性等作任何的陈述和保证。本文仅代表作者本人观点,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
2、中国产业信息研究网一贯高度重视知识产权保护并遵守中国各项知识产权法律。如涉及作品内容、版权和其它问题,请马上与本网联系更正或删除,可在线反馈、可电邮(link@china1baogao.com)、可电话(0755-28749841)。