锂离子电池安全性保护措施研究进展

锂离子电池最常见的安全性问题主要出现在电解液和隔膜.热失控是导致锂离子电池产生安全事故的主要原因.改变电解液组分、增加电解液组分、引入阻燃添加剂等措施,能够有效缓解并抑制热效应,降低可燃性.改性聚烯烃隔膜是提高隔膜热稳定性的简单方法,使用高熔点的聚合物或无机材料对隔膜进行修饰,其本质类似于给隔膜穿上一层“外骨骼”,用来抵御热冲击和机械冲击.隔膜在保证具备基本功能的同时,还要更加环保,逐步转向可持续的生物质材料.本文针对近年来锂离子电池的安全保护措施进行了综述,主要包括近几年内部保护措施和外部保护措施的相关研究和探索方面的成果.详细介绍了最近报道的不易燃电解液、阻燃添加剂、隔膜、正极材料、限流设备和电池管理系统的作用机理和研究进展,并展望了未来锂离子电池安全性研究的发展方向.     

锂离子电池隔膜的功能化改性及表征技术

随着锂离子电池在动力和规模化储能等新能源领域应用的不断拓展,具有特殊功能且满足特定使用需求隔膜的设计准则、制备/改性方法及表征技术亟需系统深入研究。针对锂离子电池高性能和高安全性的要求,研究人员已通过结构设计和表面化学改性等策略优化了隔膜的本征特性,并通过系列表征技术探讨了隔膜的功能化改性对锂离子电池电化学性能的影响。基于以上背景,本文从离子传输、枝晶形核与生长、及安全性能三个方面详细探讨了隔膜对电池性能影响的关键因素及其改性方法,并系统总结了隔膜结构、物化特性、力学性能、热学性能以及电化学性能的表征技术,以期为功能隔膜的合理设计,从而优化锂离子电池性能提供理论和实践指导。同时,本文对隔膜未来的进一步研究和发展提出了展望。     

可制备透明紫外阻隔膜的可聚合木质素的研究

作为制浆造纸业的副产物,由于溶解性太差,工业木质素在大规模、增值利用方面一直面临巨大挑战。本文中,通过10-十一碳烯酰氯（11ene）与脱碱木质素（DAL）的羟基进行酯化反应,合成了三种具有不同取代度的可聚合物木质素（DAL-11ene-1、DAL-11ene-2和DAL-11ene-3）。通过1H NMR、FTIR和UV-vis吸收光谱对其结构进行了表征。通过31P NMR测定了羟基取代度。研究发现,引入取代基后三种目标产物在商用丙烯酸酯单体HDDA中的溶解性均获得不同程度的改善,其中取代度最高的DAL-11ene-3在HDDA中的添加量可以达到10 wt%。将DAL-11ene-3以1–5 wt%的比例掺入预聚物配方中,经光固化制备了五种聚合物薄膜（DLE1–DLE5）,对其紫外阻隔性能、光稳定性、热稳定性、表明形貌进行了研究。结果表明,五种薄膜均表现出优异的紫外阻隔性能,能阻挡所有UVC和UVB光以及大部分UVA光,其中掺入量最高的DLE5膜的紫外阻隔效果最好,可以阻挡超过95%的UVA光并且具有较好的光稳定性。此外,五种薄膜在可见光区具有很高的透过率。进一步地,将预聚物键合到烷基化的玻璃基底上,制备了五种相应的玻璃涂层（DLE1-DALE5）,并对其表面润湿性和机械性能进行了评价。玻璃基底上的聚合物涂层表现出更高的硬度和模量以及更疏水的性能。这项工作提出了一种可行的方案来实现木质素的增值利用并有望应用于生活中的各类防紫外薄膜或涂层。     

辐射接枝法制备离子交换膜的研究现状

聚合物离子交换膜有多种制备方法，其中高分子材料辐射引发接枝功能性单体是一种文献中屡见报道且简单可行的方法．通过在不同聚合物基体上接枝各种类型的单体，可以改变接枝膜的电化学性能、物理化学等性能．丈中详细介绍了不同的高分子基材辐射接枝各类单体制备聚合物离子交换膜的研究现状．     

Coarse grained molecular dynamics and theoretical studies of carbon nanotubes entering cell membrane

Motivated by recent experimental observations that carbon nanotubes （CNT） can enter animal cells, here we conduct coarse grained molecular dynamics and theoretical studies of the intrinsic interaction mechanisms between CNT＇s and lipid bilayer. The results indicate that CNT-cell interaction is dominated by van der Waals and hydrophobic forces, and that CNT＇s with sufficiently small radii can directly pierce through cell membrane while larger tubes tend to enter cell via a wrapping mechanism. Theoretical models are proposed to explain the observed size effect in transition of entry mechanisms.     

MCFC隔膜用γ-LiAlO_2 粗细匹配料制备研究

用高温反应法制得γ_LiAlO2 粗料 .另用氯化物法先制得α_LiAlO2 细料 ,此细料在 90 0℃焙烧几小时 ,它首先转化为中间过渡型 (无定型 ) ,进而再转化为γ_LiAlO2 超细料 .其粒度 <0 .18μm ,BET比表面积 >43m2 /g .用带铸法把以上γ_LiAlO2 粗细匹配料制得MCFC隔膜 .用此膜组装的电池性能较高 ,在 2 0 0和 30 0mA/cm2 放电时 ,电池输出电压分别为 0 .85V和 0 .75V时 ,功率密度高达 2 5 0mW /cm2 等 .用匹配料制得膜性能明显优于用单一粗料制得的膜 .粗细料制备工艺过程和匹配是成功的 .     

二维材料修饰隔膜抑制锂硫电池穿梭效应策略

锂硫电池具有高理论比容量( 1675 mAh /g) 和高能量密度( 2600 Wh /kg),被认为是极具应用潜力的电池体系,因此被广泛研究和关注。然而硫的导电性差、利用率低以及多硫化物的穿梭效应等问题使得锂硫电池的循环性能不理想。为了克服穿梭效应的影响,近年来很多研究工作集中在功能隔膜的设计制备研究方面,通过修饰的隔膜抑制穿梭效应,提高Li-S电池循环稳定性。本文总结了二维(2D)材料修饰隔膜方面的最新研究进展,并对未来的研究方向提出了思考并进行了展望。     

原位生成二氧化钛对静电纺聚偏氟乙烯锂离子电池隔膜力学性能及电化学性能的影响

通过钛酸丁酯(TBTi)在聚偏氟乙烯(PVDF)溶液中水解原位生成二氧化钛(TiO2),采用静电纺丝方法制备了PVDF/TiO2复合隔膜,并考察了TiO2含量对隔膜表面形貌、热学性能、力学性能及聚合物电解质电化学性能的影响.结果表明,隔膜的拉伸强度和断裂伸长率由于TiO2的加入得到显著提高,最大增幅分别达到228.6％和244.8％,同时聚合物电解质的电化学性能也得到了增强,室温离子电导率从3.9 mS/cm增加到5.1 mS/cm.     

隔膜对BMImBF_4离子液体电解液中镁沉积-溶出性能的影响

研究了实验扣式电池中Celgard2400,Celgard2500,ENTEK ET20-60,TEKLON UH2054以及一种玻璃纤维隔膜对含有0.5mol·L-1Mg(CF3SO3)2的BMImBF4离子液体电解液中镁的电化学沉积-溶出性能的影响.通过扫描电镜对五种隔膜的表面形貌进行了分析,吸液实验比较了不同隔膜对Mg(CF3SO3)2/BMImBF4离子液体电解液的吸液性能,交流阻抗技术测定了隔膜的电导率,恒电流充放电测试研究了扣式电池中镁的沉积-溶出性能.在这五种隔膜中,虽然玻璃纤维隔膜的机械强度较差,但该材料对Mg(CF3SO3)2/BMImBF4离子液体电解液有较好的吸液性和液体保持性,特别是具有高的离子电导率,有利于大电流下镁的沉积-溶出.     

紫外光辐照接枝MMA改性锂离子电池PE隔膜

采用紫外光辐照接枝的方法,通过本体聚合,将甲基丙烯酸甲酯（MMA）接枝至聚乙烯（PE）隔膜表面,以改善其对电解液的润湿性能。结果表明：通过紫外光辐照可实现有效的表面接枝,当引发剂质量浓度为0.10 g/mL,光照时间为150 s时,表面接枝率达到49.15%,通过扫描电镜、原子力显微镜等对膜表面形貌变化进行了观察,静态...