纸基电池隔膜的制备研究进展及其应用前景

电池隔膜是将离子电池正、负极分隔开以防止短路,具有传导电解质离子功能的关键内层组件之一。其中,纸基电池隔膜由于具有更好的尺寸热稳定性、热化学稳定性、润湿性、机械强度和可降解性等优点,得到了广泛关注和深入研究。本文综述了纸基电池隔膜最常用的几种制备方法,包括纯纤维素纤维制备隔膜法、纤维素纤维与其他纤维共混制备隔膜法及其他制备隔膜的方法等;对纸基电池隔膜的孔隙率、机械强度、浸润性、热稳定性等主要性质进行了汇总;并对纸基电池隔膜在绿色电池和可持续能源中的应用前景进行了展望。

ZIF-67掺杂纸基锂离子电池隔膜的制备及其性能研究

本研究将二甲基咪唑钴(ZIF-67)添加到剑麻浆料中,抽滤后制备ZIF-67掺杂纸基锂离子电池隔膜。结果表明,随着ZIF-67掺杂量由0增加至30%,纸基锂离子电池隔膜的孔隙率由74.5%降至45.5%,亲液性增加,离子电导率由0.29 mS/cm提高至2.58 mS/cm,界面电阻由467Ω减小至210Ω,电化学稳定窗口由4.6 V增加至5.2 V。当ZIF-67掺杂量为30%时,组装的锂离子电池在循环50次后容量保持率高达90%。剑麻纤维经羧甲基化改性后,纸基锂离子电池隔膜的孔隙率增加,各项电化学性能也有所提高,但由于其机械强度较差,导致其电池容量快速衰减。

热压工艺对聚烯烃类电池隔膜纸基物理性能的影响

以聚烯烃类短切纤维为主要纤维原料的电池隔膜纸基,经过湿法抄造和热风干燥获得初始强度。将其在不同的工艺条件下进行热压,探讨了热压温度、热压压力和热压速度对聚烯烃类电池隔膜纸基物理性能的影响。实验结果表明:热压压力对透气度和厚度影响最大,热压温度对抗张强度和伸长率影响最大。较适宜的热压工艺条件为:热压温度129℃,热压压力9N/m m,热压速度1.5m/min,此时聚烯烃类电池隔膜纸基物理性能指标为透气率37.0mm/s,厚度115μm,抗张强度2.49k N/m,伸长率16.7%。