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凝胶聚合物电解质如何通过结构化提升倍率性能

作者:admin    来源:未知    发布时间:2019-08-15 14:59    浏览量:
    可充电锂聚合物电池可以通过简单的充放电过程实现电化学能量转换,且具有高电压、高能量密度和长循环寿命等优势,是目前应用最广泛的储能装置。然而,锂资源的匮乏和高成本限制了锂离子电池在电动汽车和智能电网上的大规模应用。由于钠具有与锂相似的物理和化学性质且资源丰富和更低的成本。钠离子电池(SIBs)已经成为大规模能量固定最理想候选者之一。
    基于钠盐有机溶剂的液体电解质与隔膜在SIB中广泛使用。在商业隔膜中,玻璃纤维(GF)被认为是SIB系统中最适合的隔膜。当GF与液体电解质一起使用时,其显示出高的离子电导率和优异的电池性能。然而,液体电解质的泄漏和易燃性可能引发爆炸等安全问题。
    目前已经研究了各种聚合物涂层以减轻这些不良性质来确保安全。通常选择聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)(PVdF-HFP)共聚物作为几种基质的涂层聚合物如非纺织物和GF,因为它通过产生凝胶聚合物电解质与基质表现出优异的协同性能,显示出良好的热和机械稳定性。
    此外,半结晶PVdF-HFP由于HFP组分而具有降低的结晶度,有助于涂层结构包含更多的无定形空隙。这些空隙有助于捕获液体电解质,防止在低于140℃下的泄漏,并促进高温下的电池操作。基于上述原因,PVdF-HFP被选为凝胶聚合物电解质的材料。然而,传统的GF/PVdF-HFP凝胶聚合物电解质由于其不适宜的孔径而显示出差的离子迁移路径。
    因此,许多研究旨在优化隔膜的孔径,通过将无机纳米颗粒嵌入隔膜中或通过相分离用聚合物涂覆隔膜来实现提高离子电导率,实现更好的电化学性能。
 

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