納米纖維基凝膠電解質(zhì)
凝膠電解質(zhì)具有電導率高,界面電阻小,安全性高,穩(wěn)定性好等優(yōu)勢,有望替代傳統(tǒng)鋰金屬電池液體電解液,解決鋰金屬電池的電解液泄露、高溫脹氣、鋰枝晶等安全問題。納米纖維具有纖維直徑小、比表面積大、孔隙率高、柔軟、耐高低溫及有機溶劑腐蝕等特點,保證納米纖維鋰離子電池凝膠電解質(zhì)具有很強的吸液和保液能力。納米纖維作為凝膠電解質(zhì)支撐層不僅保證具有足夠的吸收聚合物液體的能力,而且保證電解質(zhì)的柔性,為可穿戴電子設備提供柔性電源。納米纖維凝膠電解質(zhì)具有以下優(yōu)勢:1)具有足夠的化學和電化學穩(wěn)定性,有一定的耐濕性和耐腐蝕性;納米纖維凝膠電解質(zhì)膨脹收縮現(xiàn)象不明顯,小于 5%,電化學穩(wěn)定窗口在 0-5 183 / 298V,滿足鋰離子電池使用要求,甚至為高壓正極材料提供保證。2)對電解液潤濕性好,有足夠的吸液保濕能力;納米纖維高的孔隙率,且大部分孔都是連通孔,保證了凝膠電解質(zhì)與電極之間良好的浸潤性,增加了離子導電性,提高電池的容量,改善電池的充放電效率和循環(huán)性能。3)高低溫性能優(yōu)異,電導率高;電池的使用溫度范圍通常在-20-60 oC,商用 PP 膜在 100 oC 保持 10 min 收縮率達 10%,但納米纖維隔膜在 140 oC 下橫向和縱向收縮率<2%,在 50 oC 高溫條件下,相比于商用隔膜循環(huán)小于 100 次,納米纖維隔膜在循環(huán) 300 次后容量保持在 83.5%。4)具有一定的抗張強度和抗刺穿強度;納米纖維膜的垂直拉伸強度>3.035 N,避免了凝膠電解質(zhì)被鋰枝晶刺穿,發(fā)生短路,提高安全性。5)成本低,適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn);我們從設備到工藝已實現(xiàn)自主研制和開發(fā),靜電紡納米纖維膜已實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
北京科技大學
2021-04-13