深圳先進院等發表耐高溫聚醯亞胺鋰電池隔膜研究進展綜述

2020-10-14 嶺南科苑

近日，中國科學院深圳先進技術研究院材料所（籌）光子信息與能源材料中心楊春雷研究員團隊與東華大學劉天西教授團隊合作，在Journal of Energy Chemistry(能源化學，影響因子=7.2)上發表題為Polyimide Separators for Rechargeable Batteries(可充電電池用聚醯亞胺隔膜)的綜述性論文。論文第一作者為深圳先進院陸子恆博士、隋帆博士、東華大學繆月娥博士，通訊作者為香港科技大學吳軍雄博士和深圳先進院楊春雷研究員，深圳先進院為第一單位。

隔膜是鋰離子電池等現代電化學能量存儲設備中不可缺少的部分。它們在物理上隔絕電極接觸以防止短路發生，同時其多孔結構允許鋰離子通過。目前商業電池中使用的聚丙烯和聚乙烯隔膜在較高的溫度下會發生收縮和熔化，導致電池短路和熱失控。而由熱穩定的聚醯亞胺製成的隔膜在電化學上極其穩定，耐高溫，並具有良好的機械強度，這使其成為提升鋰電池安全性的有效方案。

在綜述中，團隊基於此前對聚醯亞胺高分子膜材料的研究基礎，對用於其用於鋰離子電池隔膜的研究進展進行了總結。文章還對用於鋰硫、鋰金屬和固態電池中聚醯亞胺隔膜的最新進展進行了詳細介紹並對聚醯亞胺隔膜的產能、成本等實際問題進行了評述，提出了可行的發展方向。

深圳先進院光子信息與能源材料研究中心電化學團隊圍繞電池材料安全性、新型固態電池、電池電極電解質界面的處理、半固態電池的技術開發等開展了系列研究工作，工作先後發表在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. C2020, 124, 13, 6964-6970。該系列研究工作得到了廣東省自然科學基金、深圳市基礎研究項目等科技項目的資助。

深圳先進院光子信息與能源材料研究中心化學、光伏團隊在聚醯亞胺高分子的組分調控、膜製備及其在光伏、隔熱等特殊場景的應用上開展了系列研究工作，積累了完整的低介電、高透明、高耐熱聚醯亞胺膜的製備技術。系列工作發表在Solar Energy 2020, 195, 340-354;Compos. Commun. 2019, 16, 84-93；化工時刊2019, 26-33, 36; AIP Advances 2019 9, 045024。

聚醯亞胺隔膜設計思路及應用場景

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