Двухслойная подложка из ПЭТ/ПВДФ

Jul 17, 2023

22 марта 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

корректура

by Shinshu University

Эффективное хранение энергии имеет первостепенное значение для перехода общества к возобновляемым источникам энергии. Литий-металлические батареи (LMB) способны удвоить количество энергии, запасаемой за один заряд, по сравнению с нынешними литий-ионными батареями (LIB), но рост литиевых дендритов и потребление электролита в современных технологиях LMB снижают производительность батарей.

Подложки для твердых полимерных электролитов (SPE) предлагают потенциальное решение текущих ограничений LMB, но SPE требуют собственной оптимизации перед интеграцией в полностью твердотельные системы LMB (ASSLMB).

Группа ведущих ученых из Университета Синсю, Киотского университета и Университета Сунгюнкван недавно сообщила о разработке двухслойной нетканой мембраны из микроволокна полиэтилентерефталат (ПЭТ)/нановолокна поливинилиденфторида (ПВДФ) с использованием метода механического прессования, которая действует как сепаратор для ЛИБ. системы предотвращения коротких замыканий между электродами.

Сепаратор продемонстрировал улучшенную смачиваемость или способность жидкого электролита, содержащего ионы лития, вступать в контакт с электродами, а также термическую стабильность аккумуляторной системы. Важно отметить, что эту двухслойную мембрану также можно использовать в ТФЭ систем LMB для предотвращения вредного роста литиевых дендритов и структурных разрушений.

В своем текущем исследовании исследовательская группа создала аналогичную двухслойную нетканую подложку из ПЭТ/ПВДФ (нППВ), используя метод электропрядения, чтобы предотвратить образование пустот и складок между двумя слоями, которые уменьшают долговечность слоя ПВДФ. Исследование охарактеризовало твердые полимерные электролиты, армированные nPPV (nPPV-SPE), по механическим, термическим и электрохимическим свойствам, а испытания подтвердили, что подложка значительно улучшает производительность систем ASSLMB.

Команда опубликовала свои результаты в журнале Journal of Power Sources.

«Учитывая плохие циклические характеристики (циклы заряд-разряд) ТФЭ, обусловленные низкими механическими и термическими свойствами, этот проект был сосредоточен на изготовлении ТФЭ, армированных двухслойной подложкой, состоящей из слоя нетканого материала ПЭТ и слоя нановолокон ПВДФ для улучшить структурную стабильность и, следовательно, производительность цикла SPE», — сказал Ик Су Ким, автор исследования и профессор Исследовательской группы по технологиям нанотермоядерного синтеза в Институте волоконной инженерии (IFES) Университета Синсю.

Важно отметить, что ТФЭ, состоящие из полимерных матриц и солей лития, демонстрируют такие свойства, как гибкость и технологичность, которые совместимы с электродами LMB. Метод электропрядения также устраняет складки и пустоты, образующиеся при прессовании между слоями ПЭТ и ПВДФ, обеспечивая простой, легкий и адаптируемый метод производства мембран из нановолокон.