Научная статья на тему '锂离子电池隔膜研究进展'

锂离子电池隔膜研究进展 Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
47
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
锂离子动力电池 / 薄膜 / 材料改性 / 工艺

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — 刘腾, 周石, 王建

隔膜作为锂离子电池内层组件之一, 起着阻隔正负极, 为锂离子的运动提供通道的作用. 本章主要阐述了锂离子电池隔膜的用途与性能特点, 三种应用最为广泛的锂电隔膜的研究进展, 并且系统分析了各种薄膜材质的特点, 以及当前主流的四大制备隔膜的工序: 干湿法, 离心纺丝法, 静电纺丝法等, 并对锂离子电池隔膜的未来发展方向进行了展望.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

RESEARCH PROGRESS OF LITHIUM-ION BATTERY SEPARATOR

As one of the inner layer components of lithium-ion batteries, the separator plays the role of blocking the positive and negative electrodes and providing channels for the movement of lithium ions. This chapter mainly expounds the use and performance characteristics of lithium-ion battery separators, the research progress of the three most widely used lithium battery separators, and systematically analyzes the characteristics of various thin-film materials, as well as the current four major processes for preparing separators: dry and wet. Method, centrifugal spinning method, electrospinning method, etc., and the future development direction of lithium-ion battery separator is prospected.

Текст научной работы на тему «锂离子电池隔膜研究进展»

V. Технологии, материаловедение,

энергоэффективность

For citation: Liu Teng, Zhou Shi, Wang Jian. Research progress of lithium-ion battery separator //

URL: http://rectors.altstu.ru/ru/periodical/archiv/2022/1/articles/5_1.pdf DOI: 10.25712/ASTU.2410-485X.2022.01.010 EDN: https://elibrary.ru/ixnkpn

Y^K 621.355

Research progress of lithium-ion battery separator

Liu Teng1, Zhou Shi1, Wang Jian1

1 Hubei Digital Textile Equipment Key Laboratory, School of Mechanical Engineering and Automation,

Wuhan Textile University, Wuhan 430073, China E-mail: 651672560@qq.com

0

immmx é

[1]. rnsOTifê^âtœ^,

unworn»!, «^m^r^tra^Mi 10%-

14%, ÎM^ÎT^«^^. ^inm^

«l^ttm [2].

i.i mm^&mnxftmm

^Miim^m^j, ^x^mœ^w, xm Li+ Em,

i. ft^Mj^Rft^, Li+ gm^mt

M, xm^m^mmmmm&mxm, ^f^^^fMxm^^^i^

^ [3]. Mm^^mis^x^^i^s 1 m^.

i*i _(Я)_1

&mmJÎF ft

Li+ Ll

-a 4 Li*

r_о ■ ■ ►

Lifl

4 I I i +

rn i [4]

Fig. 1. Schematic diagram of the composition and working principle of a lithium-ion battery [4]

1.2 mmttmmrnM&toM*

usabc ^ 2017 ^

1 rn^.

Table 1. Requirements and goals for separators for lithium-ion batteries [5]

\STM U2I0J

^^ ^lUurkflflJ я спг71 <11 (¿A*Sf<25(Bfl-<!!!l иЯМЧЫ^ЗВ

МясМиНт

Sfàtt шмашдшг

РД7 Ц&Ц- M

<in AS'ÏW Г 128-W

iftfiitHiMi-^-- <5 AS1M0 1

и mufci ttrau

i 1 UUOpai il] !я |Г- ^ V^i <-1 AfiT^M D

lOStS

5.(1

^JtfiÉUïnC

<50 —

2 «ШШ^

2.1 тшммлшшм

шшшшшш (pe) тмш (pp) ^rn ^шж-^шш. тшмш,

^МЖ^Ш^НМ PP/PE/PP М^Ш [6]. Ma [7] (pp) ШШ^ШФ, Й^ШШЙ A1PO4, ЩШ^Й-ЛШЙ

A1PO4 Ш^ШФЖШ^, ШД

Liu [8] ЖЙ»

йй (pp) SiO2/PAM, РМЙФШШЙШ^, pp

ШШЙ 150оС Т 30min ЙЙМ^^Ш 70% ^ 12%, >АШШЙ7Ш1ЙШ1№

2.2 мшшт

Yanilmaz [9] # АМЖ^Й7 ^ Н «Ш Й Ш ¥ SM^M ¥ Ш (PMMA)/ШШ (PAN) ШШ, ^ттШШЛШШ'Штьт, Ж^ PMMA/PAN мйй^^щшш, ^М^ЙЖ

-^И^ИЙ^Ш^ЖМ. ШЖ^ШЙ^Й PMMA/PAN ШШМ^ Li/LiFePO4 Gong [10] #

160ОС Ш

НЙ PPESK / PVDF ^

^шшшйшшжш, xie [ii] ^лжадш^шшт ад

Ш. ШШЙ^ШШт

[12] (nmp) ^

ЖШх^ШШМ^ЙШШШ. й ЖШШ&ШШ, М^М^Ш

Cho [13] »^ШШЙМШ N-SiO2

3

3.1 тшяшхя

хшхшшшшш (mscs),

00PU

т

шшш, &мштш№тхштштж ££

ж^м^ттш [14]. шшххм^т^, тжшш-ш'м и, штттмммж^шттйп^ тт^шттшття

ШШ'Ш* [15].

ш 2 штшшхгшм [16]

Fig. 2. Process flow of wet/dry diaphragm [16]

3.2 ШШХ2

ШШШ, &ШШШ, ?U5/J\ ВШХ ШЫШШ& [17].

ffl з ШШШЛШШШ [18]

Fig. 3. The working principle of electrospinning [18]

3.3 Ш'ЫШМХЯ

РЙШп^МШ [19].

Fig. 4. The working principle of centrifugal spinning [19]

5

х^^ййшйшшм^т Шй

1] тшх х®^, ш, ^/\штжх^штттшшхжт%

ЙМ [J]. 2018, 32(23):4051-4060.

2] хш, тм, птщ, ^к^, пш, шя шш.

МДЙШМ [J]. Х^ШЙ, 2019, 41(02):14-20.

3] mm, мфж, мжм, ш*/К хш, шшш. ежх^шиша^шмм

[J]. &МЯШШЩ, 2021, 28(02):37-58.

4] rnrnrn, хм, ^шж, хшш. [j]. мххшш,

2017(06):59-67.

5] ймм, пш, мшф. шш&мшт&шшшштжш%ш [J]. ш

ШХ, 2021, 45(08):1087-1090+1099.

6] ШШ, ШШШ, ХШФ. Шй^в^Х^МйШШ^йМ [J]. , 2020,

35(02):24-29.

7] Shasha Ma, Hai Lin, Luyi Yang, Qingsong Tong, Feng Pan, Jingzheng Weng, Sining Zheng. High thermal stability and low impedance polypropylene separator coated with aluminum phosphate [J]. Electrochimica Acta, 2019, 320(C).

8] Meihua Liu, Pengpeng Zhang, Liting Gou, Zeyun Hou, Bin Huang. Enhancement on the thermostability and wettability of lithium-ion batteries separator via surface chemical modification [J]. Materials Letters, 2017, 208.

9] Meltem Yanilmaz, Xiangwu Zhang. Polymethylmethacrylate/Polyacrylonitrile Membranes via Centrifugal Spinning as Separator in Li-Ion Batteries [J]. Polymers, 2015, 7(4).

10] Wenzheng Gong, Xinyu Wang, Zheng Li, Junfeng Gu, Shilun Ruan, Changyu Shen. A high-strength PPESK/PVDF fibrous membrane prepared by coaxial electrospinning for lithium-ion battery separator [J]. High Performance Polymers, 2019, 31(8).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

11] Jian-De Xie, Chun-Chieh Fu, Chun-Chieh Liao, Ruey-Shin Juang, Yasser Ashraf Gandomi. Alumina nanocoating of polymer separators for enhanced thermal and electrochemical performance of Li-ion batteries [J]. Asia-Pacific Journal of Chemical Engineering, 2019, 14(4).

12] xrn, mm, шда$, -m дхвжх^ш^ш^лм^шш j]. шшх, 2015,

39(06):1194-1197.

13] Jinhyun Cho, Yun-Chae Jung, Yun Sung Lee, Dong-Won Kim. High performance separator coated with amino-functionalized SiO2 particles for safety enhanced lithium-ion batteries [J]. Journal of Membrane Science, 2017, 535.

14] ьж^. [D]. штхш, 2014.

15] пх-, тяп, j]. гшх, 2021,

48(12):95-97.

16] тш, м, тж, тхй, тт. [j]. шшх, 2021,

45(08):983-985+1011.

17] «м, пх, шшт, j фшшй, 2022,

41(02):104-114.

18] шхх, mm. [j]. rnrnun, 2018, 51(11*7-13.

19] тЩ, ^ШМ, ШШ М'ЫШШХШЖШ [J]. 2021, 39(04):1-5.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.