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锂离子电池高安全特性功能隔膜研究进展

          赵金保教授课题组在锂离子电池高安全特性功能隔膜研究中取得重要进展,相关研究成果以“A rational design of separator with substantially enhanced thermal features for lithium-ion batteries by polydopamine-ceramic composite modification of polyolefin membranes”为题发表在国际学术期刊“Energy & Environmental Science”(DOI:10.1039/c6ee01219a,2015年影响因子25.427)。

        该研究在课题组先前研究的基础上,利用仿生材料——聚多巴胺对陶瓷涂覆隔膜进行进一步的功能化修饰,设计开发出的一种具备高安全特性的隔膜材料。利用多巴胺的自氧化聚合反应,将陶瓷涂覆隔膜在多巴胺溶液中过夜浸泡之后,聚多巴胺在陶瓷涂层和聚烯烃基膜形成连续完整的成膜包覆层,使得陶瓷层和基膜成为一个整体。由于聚多巴胺本身具有良好的耐热性能,耦合聚多巴胺和陶瓷粉体的功能之后,复合功能隔膜展示出优异的热稳定性,其不仅在超过200℃的温度下不会有任何收缩,而且在230℃之前都可以保持良好的机械性能,这对于保障电池安全具有非常重要的意义。OCV测试结果也显示,复合功能隔膜可以保证电池在高温下的安全。该种设计的隔膜,在需要高安全特性的动力锂离子电池中具备良好的应用前景。

        该研究工作是在赵金保教授和能源学院张鹏助理教授的指导下,由课题组2014级硕士研究生戴建辉和2013级博士生石川等共同完成的。赵金保教授课题组长期致力于高安全性功能隔膜的研发和产业化工作,与中航锂电(洛阳)有限公司合作开发并建成了我国第一条完全采用国产技术的水基单面涂布陶瓷隔膜生产线,相关产品的技术指标达到国际领先水平。目前,该项目产品已在中航工业集团新产品中全面使用,相关产品累计形成产值已超过20亿元以上。课题组在该领域已申请发明专利21项、PCT1项,发表SCI论文8篇(其中HCP1篇,一区论文7篇),相关成果被国家科技部网站报道,并获得中国侨界科技创新成果奖和中航工业集团科技成果二等奖。本次发表的工作是课题组在该领域的又一次重大突破。


论文链接:http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/EE/C6EE01219A#!divAbstract  


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