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日本东丽公司开发锂金属电池无孔隔膜 可抑制锂枝晶生长

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58京牌 ,日本东丽工业公司(Toray Industries)开发了一种锂金属电池使用的无孔隔膜,可以显著提高电池安全性,并有望应用于可穿戴电子设备、无人机和。

(图片来源:日本东丽)

随着锂离子电池市场不断扩大,对电池容量和能量密度的需求也在不断提高。在这种情况下,锂金属负极因其理论容量高、氧化还原电位低而备受关注,但这种负极尚未得到实际应用。因为在充电过程中,金属表面会形成锂枝晶,枝晶生长到一定程度后可能刺穿隔膜,导致热失控及短路,降低电池安全性。

锂枝晶沿着电池隔膜用微孔膜上的孔形成,因此去除隔膜孔隙可以阻止其生长,然而,这会大大降低锂离子渗透性,并影响充放电速率。对于能量密度较高的锂金属电池来说,其隔膜设计既要能抑制锂枝晶生长,又要保持离子导电性,同时具有较高的耐热性和热稳定性。

东丽利用一种高耐热芳纶聚合物分子设计技术来解决这一挑战,以控制分子链之间的间隙及其对锂离子的亲和力,由此产生的高离子传导性聚合物具有优异的耐热性。该公司将这种聚合物用作微孔隔膜上的无孔隔膜(包含无孔层),不仅能够保持离子传导性,而且能够抑制锂金属负极电池中的枝晶生长。

该公司表明,在电池中应用这种隔膜,可以抑制由锂枝晶引起的短路,使电池在经过100次充放电循环后,仍能保持80%以上的容量。这将有助于加快锂金属负极电池技术的研发速度。

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