《深圳先进院等发表耐高温聚酰亚胺锂电池隔膜研究进展综述》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 冯瑞华
  • 发布时间:2020-10-14
  • 中国科学院深圳先进技术研究院材料所(筹)光子信息与能源材料中心杨春雷研究员团队与东华大学刘天西教授团队合作,在 Journal of Energy Chemistry ( 能源化学,影响因子 =7.2) 上发表题为 Polyimide Separators for Rechargeable Batteries ( 可充电电池用聚酰亚胺隔膜 ) 的综述性论文。论文第一作者为深圳先进院陆子恒博士、隋帆博士、东华大学缪月娥博士,通讯作者为香港科技大学吴军雄博士和深圳先进院杨春雷研究员,深圳先进院为第一单位。 隔膜是锂离子电池等现代电化学能量存储设备中不可缺少的部分。它们在物理上隔绝电极接触以防止短路发生,同时其多孔结构允许锂离子通过。目前商业电池中使用的聚丙烯和聚乙烯隔膜在较高的温度下会发生收缩和熔化,导致电池短路和热失控。而由热稳定的聚酰亚胺制成的隔膜在电化学上极其稳定,耐高温,并具有良好的机械强度,这使其成为提升锂电池安全性的有效方案。 在综述中,团队基于此前对聚酰亚胺高分子膜材料的研究基础,对用于其用于锂离子电池隔膜的研究进展进行了总结。文章还对用于锂硫、锂金属和固态电池中聚酰亚胺隔膜的最新进展进行了详细介绍并对聚酰亚胺隔膜的产能、成本等实际问题进行了评述,提出了可行的发展方向。 深圳先进院光子信息与能源材料研究中心电化学团队围绕电池材料安全性、新型固态电池、电池电极电解质界面的处理、半固态电池的技术开发等开展了系列研究工作,工作先后发表在 Chem. Rev. 2020, 120, 4169-4221; Adv. Energy Mater. 2019, 1901796; Energy Storage Mater. 2020, 28, 146-152; Energy Storage Mater. 2020, 25, 305-312; J. Mater. Chem. A, 2020, d0ta06622b; J. Phys. Chem. C 2020, 124, 13, 6964-6970 。 该系列研究工作得到了广东省自然科学基金、深圳市基础研究项目等科技项目的资助。 深圳先进院光子信息与能源材料研究中心化学、光伏团队在聚酰亚胺高分子的组分调控、膜制备及其在光伏、隔热等特殊场景的应用上开展了系列研究工作,积累了完整的低介电、高透明、高耐热聚酰亚胺膜的制备技术。系列工作发表在 Solar Energy 2020, 195, 340-354; Compos. Commun. 2019, 16, 84-93 ; 化工时刊 2019, 26-33, 36; AIP Advances 2019 9, 045024 。

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    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-07-20
    • 中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳(通讯作者)及其团队成员王蒙(第一作者)在《先进能源材料》(Advanced Energy Materials,封面论文)上发表综述,评述了新型双离子电池体系中的反应机理、优势、挑战及最新研究进展(A Review on the Features and Progress of Dual-Ion Batteries 2018, 8, 1703320)。   双离子电池具有高工作电压、低成本、环保且易回收等优势,已受到国内外的广泛关注。但由于传统双碳结构的双离子电池因石墨的压实密度和理论容量的限制,因此能量密度较低。鉴于此,唐永炳团队提出了一种一体化电极的设计思路,以廉价、环保且储量丰富的铝箔同时作为负极活性材料和集流体,与石墨正极材料构建了新型高效低成本铝-石墨双离子电池体系(Adv. Energy Mater., 2016,6,1502588;PCT/2015/09996)。该电池体系采用廉价且环保的铝箔和石墨分别作为负极和正极材料,省去了钴酸锂等传统正极材料,电池更为环保且回收容易,并大幅降低制造成本,平均工作电压高达4.2V,显著提升了双离子电池能量密度。此外,团队还将一体化电极设计思路成功拓展到了新型锂电体系(Adv.Mater. 2016,29,1604219; PCT/CN2016/081346, PCT/CN2016/081344, PCT/CN2016/081345),显著提升了传统锂电的能量密度,并大幅降低制造成本。   团队后续为提高铝负极在新型电池中的稳定性,对其进行了结构和界面的调控,分别研发出三维多孔铝/碳负极(Adv.Mater.,2016,28,9979,PCT/CN2016/081344;PCT/CN2016/081345)、具有中空界面结构的铝负极(Adv.Mater.,2017,29,1606805)、碳包覆的纳米铝负极(Adv.Energy Mater.,2017,7,1701967)、活性材料/集流体/隔膜一体化的多功能电极(Adv.Funct.Mater.,2017,1703035; PCT/CN2017/078204)以及超高倍率性能的一体化柔性电池(Adv. Energy Mater.,2017,7,1700913; PCT/CN2017/078205)。团队还将一体化设计的新思路拓展到了储量丰富的碱(土)金属离子电池体系,成功研发出了成本更低且不依赖于有限锂矿资源的环保型钠基双离子电池(Adv.Energy Mater., 2017,7, 1601963;PCT/CN2015/099967)、钾基双离子电池(Adv. Mater., 2017,29,1700519; Adv.Energy Mater.,2017,7,1700920,PCT/CN2017/074632)以及新型室温高电压钙离子电池(Adv.Sci,2018, 1701082; Nature Chemistry 2018,10,667; CN201710184368.1, PCT/CN2017/078203)。   团队基于上述技术已申请发明专利55项,PCT专利21项,中国发明专利26项,美国专利2项,欧盟专利2项,日本专利2项,韩国专利2项,并成功完成了技术转移孵化,建成的圆柱、软包、方壳电池中试产线已顺利完成验收,研发的新型电池已顺利通过第三方权威机构检测。   该系列研究工作得到了中国科学院科技项目、广东省科技项目、深圳市孔雀团队和孔雀人才等的资助。
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    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-07-18
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