纤维素材料在锂电池隔膜领域的研究进展

  • 发布时间:2020.06.08

Jie Sheng . Shuhua Tong . Zhibin He . Rendang Yang

Impact Factor: 3.809

文摘:综述了锂离子电池隔膜用纤维素材料的最新进展。内容根据制备方法进行组织,如涂布、浇铸、电纺丝、相转化和造纸。重点是纤维素材料的性质、研究方法以及纤维素材料在锂离子电池中的应用前景。

Keywords: Lithium-ion batteries  Separator  Cellulose  Preparation method

图1 锂离子电池电化学过程示意图

 

图2 从生物质源到纤维素分子

 

图3 涂层过程示意图

 

图4 铸造过程示意图

 

图5 静电纺丝过程示意图

 

图6 电池的a奈奎斯特图和b线性扫描伏安图

 

图7 相位反转过程示意图

 

图8 a循环伏安曲线;b典型充放电曲线;c速率行为;和d循环行为

 

图9 造纸过程示意图

 

图10 使用纤维素/PDA分离器和b纤维素/PSA分离器的细胞循环性能

 

总结

近年来,纤维素因其良好的化学稳定性和热稳定性而在LIB分离器的应用中受到广泛关注。文献中的研究涵盖了所有主要的纤维素类型:纤维素、纳米纤维素和纤维素衍生物。纤维素不仅可以在LIB分离器中起到支撑剂、增强剂和凝胶剂的作用,还可以通过改性赋予其新的功能。纤维素LIB分离器的制备方法包括常规涂布、铸造、静电纺丝、相转化和造纸,以及ISISA和强制纺丝。造纸法是大规模低成本生产的良好选择。

随着LIB的日益严格的环境要求和多样化的应用,预计LIB分离器中纤维素材料的使用将更加广泛。然而,需要改进纤维素LIB分离器的制备方法,以降低生产成本并减少对环境的影响。纤维素膜的拉伸强度(机器方向)和穿刺强度也应提高。纤维素具有吸湿性,纤维素隔板往往具有较高的水分含量,这对LIB性能有负面影响。纤维素基LIB隔板的功能改进和结构设计是下一代高性能/高安全电池的良好方向。

全文下载链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s10570-017-1421-

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