木质隔膜技术提升锂离子电池的安全性和使用寿命

来自 实验室仪器网

木质素是木材的天然成分，可提供结构支撑。隔膜可以应用于锂离子电池内部，以帮助防止可能导致火灾的短路。科研人员开发了一种使用木质素的薄膜电池隔膜。

在锂离子电池中，阳极（带负电）和阴极（带正电）使电流流动。商业隔膜通常由聚乙烯或聚丙烯等塑料制成。这些材料可以在接近100°C的温度下收缩。如果隔膜发生故障，电极可能会接触，从而导致短路并可能导致火灾或爆炸。

相比之下，木质素基隔膜保持稳定，在高达300°C的温度下不会收缩。

团队测试了不同厚度的木质素膜。他们发现，25微米的薄膜（比人类头发宽度的五分之一还薄）在保持电池稳定性和防止电极之间接触方面最有效。

木质素薄膜还延长了电池循环寿命。这意味着由于材料的热和结构稳定性，电池可以进行更多次充电和放电。科研人员惊讶地发现，木质素薄膜还延长了电池的循环寿命。将电池的循环寿命延长了60%。

还有环境优势。该团队使用干法加工方法制造木质素分离器。这种方法避免了使用生产传统分离机中常见的有毒溶剂。

该工艺允许大规模生产薄膜，而不会产生废物或污染。该团队使用木质素和其他投入实现了完整的材料转换，从而实现了零制造副产品。

木质素，尤其是木质素磺酸盐，天然含量丰富，不需要任何进一步处理即可在电池中发挥作用。这项工作展示了一种新的设计途径，可以提高电池材料的安全性和可制造性。

研究人员发现，木材中的天然材料可以提高电池安全性并延长电池寿命。这与手机、笔记本电脑和电动汽车等消费产品有关，这些产品都依赖锂离子电池。

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