武漢理工李俊升、劉金平教授團(tuán)隊(duì) Angew:聚烯烴隔膜的可控界面化學(xué)調(diào)控及其鉀金屬電池應(yīng)用
2023-07-12 來源:高分子科技
聚烯烴因其具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、適宜的孔隙率及較低的制造成本成為二次電池引用中最常用的隔膜材料。然而,目前商用聚烯烴隔膜對(duì)電解液潤濕性差,難以調(diào)控電極表面的離子濃度,抗穿刺性能差,無法直接應(yīng)用于鉀金屬電池等具有高應(yīng)用潛力的新型能源器件中。對(duì)聚烯烴隔膜的表面進(jìn)行可控的化學(xué)修飾是調(diào)控其隔膜-電極界面的有效方式,有望實(shí)現(xiàn)聚烯烴隔膜在鉀金屬電池中的應(yīng)用。
近日,武漢理工大學(xué)李俊升與劉金平教授團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種聚烯烴隔膜修飾的新策略。在該策略中,具有不同功能的結(jié)構(gòu)基元,如可賦予隔膜優(yōu)異離子傳導(dǎo)特性的氨基官能團(tuán)和可為隔膜提供良好剛性的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)框架,被集成于功能化MOF材料中(NM),并通過簡單的刮涂法修飾至PP/PE/PP聚烯烴隔膜(PEP)表面。這一修飾策略可設(shè)計(jì)性強(qiáng),且可通過現(xiàn)有的隔膜生產(chǎn)工藝進(jìn)行放大,是理想的面向金屬電池應(yīng)用的隔膜修飾制備方法。
圖1 PEP-NM隔膜抑制鉀枝晶生長的相關(guān)機(jī)制。
圖3 基于不同正極材料和不同隔膜的鉀金屬電池充放電循環(huán)性能。
論文鏈接: https://doi.org/10.1002/ange.202306325
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