LiAl LDH/细菌纤维素复合隔膜及其锂离子电池性能

隔膜作为锂离子电池主要部件之一,起到传输锂离子、防止正负极接触短路的作用,是保护电池安全的重要屏障。通过水热法合成了LiAl LDH无机颗粒,与细菌纤维素复合后,通过真空辅助抽滤的方法,制备了一种耐热性好、电解液浸润性高及对锂枝晶具有抑制作用的功能化复合隔膜。LiAl LDH无机粉末颗粒的加入,使复合隔膜具有高的离子电导率(1.29 mS/cm)、高的吸液率(257%)。200次循环稳定性测试后,依然有着较高的容量保持率(98.8%)。界面稳定性测试中,复合隔膜对锂枝晶的抑制作用优于聚烯烃隔膜。为发展高安全性锂离子电池隔膜提供了一种可行的方法。

芳纶-固态离子导体复合隔膜的制备与性能

采用非溶剂诱导相分离法(NIPS)制备了具有高热稳定性和良好电解液浸润性的芳纶-固态离子导体复合隔膜(PMIA-LATP-PEO)。在复合材料体系中,聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)是绝缘和高温稳定性的基体,具有NASICON型骨架结构的磷酸钛铝锂(LATP)均匀分布于基体之中,用于提高隔膜的离子电导率,聚环氧乙烷(PEO)在制膜过程中起到调节孔径的作用,并可提升与锂金属的界面相容性。采用扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析(EDS)观察隔膜形貌及元素分布,DSC和TGA及热收缩方法表征了其热稳定性,电化学技术测试了其离子电导率、锂离子迁移数等电化学性能,并测试了隔膜在LiFePO_(4)||Li电池中的循环性能和倍率性能。研究结果表明:PMIA-LATP-PEO复合膜具有丰富的立体孔隙结构,在200℃高温下保持尺寸形态稳定,绝缘性可靠。该隔膜的锂离子电导率达2.07×10^(-3) S/cm(25℃),锂离子迁移数(t_(Li+))为0.75。此外,PMIA-PEO-LATP复合膜对锂稳定性好,在Li||Li对称电池中以0.5 mA/cm2恒电流稳定循环大于1000 h,并可以抑制锂枝晶生长,复合膜在LiFePO_(4)||Li电池中表现出良好的循环稳定性。