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卢云峰AEM:聚乙烯醇和MOF静电纺丝新型电池隔膜

2023-04-30 20:46:50    来源:

这种隔膜的采用大大提高了锂离子的电导率和锂离子转移次数,从而延长了电池的使用寿命,改善了低温性能,提高了倍率性能。

隔膜是锂离子电池的重要组成部分,因为它影响离子传输和安全性能。本文报道了一种由聚乙烯醇和异金属金属有机骨架制成的新型隔膜,它具有更高的开放双金属位密度,与阴离子的络合作用更强,结构更多孔,热稳定性和电解质润湿性增强。这种隔膜的采用大大提高了锂离子的电导率和锂离子转移次数,从而延长了电池的使用寿命,改善了低温性能,提高了倍率性能。

UiO-66(Zr)、UiO-66(Zr/Ti)和UiO-66(Zr/ Hf)的结构表征。a) SEM图像,b)元素图,c) N2气氛下的TGA曲线,d) N2吸附-脱附等温线,e) UiO-66(Zr), UiO-66(Zr/Ti)和UiO-66(Zr/ Hf)的孔径分布。f,g) (f) UiO-66(Zr/Hf)和(g) UiO-66(Zr/Ti)在oms上的初始和优化阴离子吸附;蓝色:Zr,黄色:Ti,紫色:Hf,红色:O,灰色:C,粉色:H,绿色:P,棕色:F。

a)静电纺丝技术制备复合隔膜示意图。b)隔膜的代表性SEM和c) TEM图像。d) UiO-66(Zr/Ti)、UiO-66(Zr/Hf)、PVA、ZHP和ZMP的FTIR光谱。e) PP、ZTP、zp上电解液的接触角。f) PP、ZP、ZTP和ZHP的电解质摄取。g) PP、ZP、ZTP和ZHP中电解质的离子电导率随温度的变化。活化能(Eactivation)由Arrhenius方程求得。h) PP、ZP、ZTP、ZHP中电解质的离子电导率(Li+和阴离子)。

a)以钢片为工作电极,PP、ZTP或ZHP为隔板的锂不对称电池CV曲线。b)由Li|锂电池与PP、ZTP或ZHP的恒流极化得到的交换电流密度。c)用PP、ZTP或ZHP (0.5 mA cm?2,0.5 mAhcm?2)对Li|锂电池进行恒流循环。d)在0.5 mAcm?2下循环200次后收获的Li|锂电池的Nyquist图,其中插入图显示了提出的等效电路模型(R1, R2和R3分别代表欧姆,表面膜和电荷转移)。e)循环锂|锂电池欧姆电阻和界面电阻的比较。

a)使用PP或ZTP的LFP|LTO电池的倍率性能(0.1至5C)和b)循环(1C,在0.2C时初始5个循环)。c)添加PP或ZHP的NCM811|Gr电池的倍率性能(0.1至5C)和(d)循环(1C)。低温(0℃)循环研究e)含PP和ZTP的LFP|LTO电池和(f)含PP和ZHP的NCM811|Gr电池。g)比较本复合隔膜与现有技术显著特征的雷达图。


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