鋰電池的結(jié)構(gòu)中，隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使電池的正、負(fù)極分隔開來，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質(zhì)離子通過的功能。隔膜材質(zhì)是不導(dǎo)電的，其物理化學(xué)性質(zhì)對電池的性能有很大的影響。電池的種類不同，采用的隔膜也不同。隨著材料學(xué)的快速發(fā)展，針對鋰電池隔膜的研究也不斷深入，下面將介紹幾種膜材料的應(yīng)用，它們分別針對鋰電池不同的缺陷進(jìn)行完善。

用于有限鋰電池的聚苯硫醚基固態(tài)隔膜

      如今，鋰離子電池憑借能量高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)在各行各業(yè)都有了越來越廣泛的應(yīng)用。但相應(yīng)的，傳統(tǒng)鋰離子電解質(zhì)通常具有易燃、易爆易揮發(fā)等缺點(diǎn)，從而引起嚴(yán)重的安全問題。因此，尋找合適的固態(tài)電解質(zhì)就成為當(dāng)前首要關(guān)心的問題。

      目前，江蘇大學(xué)與挪威科技大學(xué)聯(lián)合提出一種鋰化聚苯硫醚基固態(tài)隔膜（PPS-SSS)。該膜通過無溶劑工藝制備，其中，PPS表面被功能化從而起到固定陰離子的作用，提高Li＋轉(zhuǎn)移數(shù)，擴(kuò)大電化學(xué)點(diǎn)位窗口。該膜在25℃表現(xiàn)出很高的離子導(dǎo)電率，從而Cu可均勻鍍鋰。基于有限的鍍鋰銅陽極、高負(fù)載和高電壓，聚乙烯保護(hù)的鋰金屬電池可提供高能量和功率密度，且具有超過最先進(jìn)鋰離子電池的循環(huán)壽命和高安全性，為鋰金屬電池實(shí)用化給予了極大促進(jìn)。

分級多孔二氧化硅膜作鋰離子電池隔膜

       為滿足日益增長的高端應(yīng)用需求，提高電池的倍率性能和能量密度受到了越來越多的關(guān)注。但是鋰離子電池中的商用聚合物分離器孔隙率有限，特別是在高電流密度時(shí)，電解質(zhì)潤濕性低，熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性差，這將降低電池性能。

       這里通過在陰極表面組裝中空介孔二氧化硅顆粒，設(shè)計(jì)分級多孔、超輕二氧化硅膜做高性能鋰電池隔膜。dan'ge單個(gè)二氧化硅顆粒的中孔為離子輸送提供了途徑，同時(shí)提高了電化學(xué)動(dòng)力學(xué)。此外，由于其分級多孔的特性，該類膜顯示出非常好的電解質(zhì)親和力、熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度。

非水氧化還原液流電池鋰導(dǎo)電復(fù)合陶瓷膜

       氧化還原液流電池是用于長期儲能的新型電池，但目前過于昂貴。非水氧化還原液流電池通過利用有機(jī)溶劑的電化學(xué)穩(wěn)定性。在高電池電壓下運(yùn)行并促進(jìn)使用與水電解質(zhì)不相容的氧化還原電對降低成本。目前，面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是合適的選擇性、電導(dǎo)率和穩(wěn)定性三者組合的膜分離器。集成到柔性聚合物機(jī)制的單離子導(dǎo)電陶瓷可以提供途徑來獲得具有競爭力的非水系統(tǒng)所需的性能屬性。

超薄固態(tài)電解質(zhì)膜

      層狀富鎳氧化物是一種很有前途的高能量密度鋰離子電池正極材料，但由于電極-電解質(zhì)界面降解導(dǎo)致的電化學(xué)穩(wěn)定性差的問題仍有待解決。表面涂層技術(shù)是解決這一問題的有力技術(shù)之一。LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM)表面的電極水平上覆蓋了一層納米級的氧氮磷鋰(LiPON)，發(fā)現(xiàn)處理后的電池阻抗更低，循環(huán)壽命更長，安全性更好。最值得注意的是，這種基于NCM-LiPON的1.3 Ah軟包電池可提供364.4 Wh kg-1的能量密度（基于正極和負(fù)極材料），在0.5 c速率下，經(jīng)過745次循環(huán)后仍保持80.0%，比裸電池長1.3倍。這是由于表面陰極-電解液界面(CEI)的修飾和一般粒子表面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，因此應(yīng)重視電極表面保形涂層的作用。因此，通過磁控濺射在NCM陰極表面構(gòu)建了鋰磷氧氮化物(LiPON)超薄膜，重點(diǎn)是表面CEI的改性，簡單但有效。這一貢獻(xiàn)給出了一個(gè)簡化電極涂層的例子。

總結(jié)

      開發(fā)高效、清潔和可再生的能源轉(zhuǎn)換和存儲技術(shù)是可持續(xù)社會應(yīng)對自然資源枯竭、全球變暖和環(huán)境污染的關(guān)鍵目標(biāo)之一。開發(fā)高效的儲能技術(shù)是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)脫碳社會戰(zhàn)略的核心。而針對電池中膜的研究則是完成上述目標(biāo)的重要步驟，本文幾個(gè)例子都是最近一些有關(guān)鋰電池不同的膜技術(shù)，可看出目前在電池方面需要改進(jìn)的方面仍有許多可探索的空間。針對電池能源存在的問題進(jìn)行改進(jìn)，才能夠獲得更為適合應(yīng)用的新能源。

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