本技术涉及一种纤维素基锂离子电池隔膜,旨在提升锂离子迁移效率。制备过程始于将植物纤维原料溶解于特制的碱醇尿素溶剂,随后引入含氟改性剂以增强隔膜性能,最终应用于锂离子电池中。
背景技术
锂离子电池已成为促进智能设备、电动载具等产业发展的重要基石。现阶段,商用锂离子电池主要组件包含正负极、隔膜、电解液、电池壳等。而在锂盐和碳酸酯类溶剂组成的常用标准电解液中,锂离子会在溶剂化作用下分散于电解液连续相内,为锂离子在电池内部的往复迁移提供基础条件。但过量的高介电常数溶剂分子会在强离子-偶极键作用下,在锂离子周围发生配位聚集,形成配位数和去溶剂化能垒较高的大直径锂离子溶剂化结构,进而导致锂离子在电池中去溶剂化困难且迁移阻力陡增,限制了锂离子的传输效率,严重影响电池性能。
当前,商业隔膜主要为聚烯烃隔膜,其惰性结构不含促锂离子迁移基团,不利于锂离子溶剂化结构的解离,且具有不可降解、电解液润湿性和热稳定性差等固有缺陷。而纤维素具有来源广、可再生等优点,多羟基的特性可赋予纤维素基锂离子电池隔膜良好电解液亲润性和化学修饰性(取代度最大可达3)。但纤维素自身所含大量羟基,会在分子间/分子内产生较强的氢键作用,进而导致其结晶度较高,不利于锂离子或锂离子溶剂化结构在其内部的快速迁移。鉴于纤维素基锂离子电池隔膜存在的缺陷,有必要提供一种可促锂离子迁移的纤维素基锂离子电池隔膜。
实现思路