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海泡石//凹凸棒石在锂电池固态电解质中的应用

2022-06-29  来自: 南阳市卧龙区磊宝海泡石加工有限公司 浏览次数:62

     凹凸棒土具有很好的机械性能和热稳定性,这种黏土矿物在自然界的储量也是很丰富的,因为它的性能被很广的应用于防火材料、复合材料及电极材料的制备中。而且也有研究表明,这种黏土矿物也能被应用在固态电解质中,用来提高电解质的电导率、电化学稳定性、机械性能和热稳定性。下面跟着海泡石一起看看凹凸棒石在锂电池固态电解质中的应用吧!


凹凸棒石为层链过渡型晶体结构的自然硅酸盐矿物,两层硅氧四面体片夹一层铝氧八面体片沿C轴方向延伸成链状,层链间以氧原子相连接,K+、Na+等阳离子和水分子充填在其孔道中,其外观常呈纤维状或纤维状集合体。


海泡石厂家表示复合聚合物电解质多采用传统的物理混合的方法来制备,该方法会影响聚合物和无机填料的相容性,从而影响其性能。Tian等使用溶液聚合方法,制备了有机凹凸棒石(OPal)/甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚物凝胶电解质(GPE),该共聚物具有网状结构,有助于提高电解液的吸收能力,含有5wt%的电解质在30℃下离子电导率可达2.94×10-3S/cm,组装的Li|电解质|LiFePO4电池表现出4.7V的电化学窗口,高达146.36mAh/g的放电容量,以及低的容量衰减率。


海泡石


为了提高p(OPal-MMA)的成膜性能,Tian等又使用一种相转化铸造技术,制备了p(OPal-MMA)/PVDF电解质膜, 海泡石厂家表示该薄膜具有良好的机械性能以及成膜性,孔隙率和离子电导率分别为57.73%和4.93×10-3S/cm。


Yao等使用简单的溶液浇筑法制备了柔性PVDF/凹凸棒石复合电解质膜,由于ClO4−和凹凸棒石之间的相互作用,Li+迁移数由0.21升至0.54,离子电导率较高可达1.2×10-4S/cm,组装的NMC111|电解质|Li电池在C/3的电流下容量可达121.4mAh/g,且在室温下循环200圈之后仍能达到118.1mAh/g。


除此之外,海泡石厂家表示凹凸棒石纳米线的添加还大大提升了该电解质的机械强度,添加5wt%纳米线就使其弹性模量升至96MPa,屈服应力提升了两倍,通过数值模拟说明了机械性能的提升得益于纳米线的交联网络以及纳米线和聚合物间较强的相互作用。


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