钠离子电池用隔膜材料的初步研究文献综述

 2024-06-24 17:17:06
摘要

钠离子电池作为一种新型储能器件,凭借其资源丰富、成本低廉等优势,在近年来受到了广泛关注。

隔膜作为钠离子电池的关键部件之一,其性能直接影响着电池的循环寿命、安全性以及倍率性能等关键指标。

本综述从钠离子电池隔膜的概述入手,详细介绍了隔膜材料在钠离子电池中的作用机理和性能要求,并结合国内外最新研究成果,重点讨论了各类隔膜材料(包括聚烯烃隔膜、聚合物/无机复合隔膜、固态电解质隔膜)的优缺点、改性策略及应用现状,最后对钠离子电池隔膜材料的未来发展方向进行了展望。


关键词:钠离子电池;隔膜;聚烯烃;复合隔膜;固态电解质

1钠离子电池隔膜概述

钠离子电池作为一种新兴的储能技术,与锂离子电池工作原理相似,其结构主要由正极、负极、电解液和隔膜组成。

隔膜是电池内部正负极之间的一种物理隔离材料,其主要作用是阻止电子穿过,同时允许离子在充放电过程中自由通过,从而形成电流回路。

隔膜的性能直接决定了电池的界面稳定性、安全性和循环寿命等关键性能指标。


在钠离子电池中,隔膜材料需要满足以下要求:
(1)良好的离子电导率和低的电子电导率:高的离子电导率有利于Na 快速迁移,降低电池内阻,提高电池的倍率性能;而低的电子电导率可以有效阻止正负极短路,提高电池的安全性。


(2)合适的孔径和孔隙率:适当的孔径和孔隙率可以确保电解液充分浸润,并提供Na 传输通道,提高电池的离子电导率;同时,合适的孔径还可以有效抑制钠枝晶的生长,提高电池的安全性。


(3)良好的化学稳定性和电化学稳定性:隔膜材料需要能够耐受电池工作环境中的强氧化性、强还原性和有机溶剂的腐蚀,保持结构稳定,避免与电解液发生副反应,确保电池的循环寿命。

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