凝膠電解質具有電導率高,界面電阻小,安全性高,穩定性好等優勢,有望
替代傳統鋰金屬電池液體電解液,解決鋰金屬電池的電解液泄露、高溫脹氣、鋰
枝晶等安全問題。
納米纖維具有纖維直徑小、比表面積大、孔隙率高、柔軟、耐高低溫及有機
溶劑腐蝕等特點,保證納米纖維鋰離子電池凝膠電解質具有很強的吸液和保液能
力。納米纖維作為凝膠電解質支撐層不僅保證具有足夠的吸收聚合物液體的能力,
而且保證電解質的柔性,為可穿戴電子設備提供柔性電源。
納米纖維凝膠電解質具有以下優勢:
1)具有足夠的化學和電化學穩定性,有一定的耐濕性和耐腐蝕性;
納米纖維凝膠電解質膨脹收縮現象不明顯,小于 5%,電化學穩定窗口在 0-5
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V,滿足鋰離子電池使用要求,甚至為高壓正極材料提供保證。
2)對電解液潤濕性好,有足夠的吸液保濕能力;
納米纖維高的孔隙率,且大部分孔都是連通孔,保證了凝膠電解質與電極之
間良好的浸潤性,增加了離子導電性,提高電池的容量,改善電池的充放電效率
和循環性能。
3)高低溫性能優異,電導率高;
電池的使用溫度范圍通常在-20-60 oC,商用 PP 膜在 100 oC 保持 10 min 收縮
率達 10%,但納米纖維隔膜在 140 oC 下橫向和縱向收縮率<2%,在 50 oC 高溫條
件下,相比于商用隔膜循環小于 100 次,納米纖維隔膜在循環 300 次后容量保持
在 83.5%。
4)具有一定的抗張強度和抗刺穿強度;
納米纖維膜的垂直拉伸強度>3.035 N,避免了凝膠電解質被鋰枝晶刺穿,發
生短路,提高安全性。
5)成本低,適用于大規模工業化生產;
我們從設備到工藝已實現自主研制和開發,靜電紡納米纖維膜已實現大規模
生產。
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