近日,英國皇家化學(xué)學(xué)會(huì)發(fā)行的《材料化學(xué)雜志》發(fā)布了韓國科學(xué)家李先英的一篇科學(xué)論文,論文稱找到了一種在纖維素中提取鋰電池隔膜核心材料的技術(shù)。
這是繼研發(fā)出可彎曲電池后韓國科學(xué)家在鋰電池技術(shù)上的又一突破。
鋰離子電池分為四大組件:正極、負(fù)極、電解質(zhì)和隔膜。其中,隔膜的技術(shù)含量最高,其基本作用是將電池的正負(fù)極隔離以防止短路,同時(shí)能夠吸附電池中電化學(xué)反應(yīng)所必需的電解液,確保高的離子電導(dǎo)率,有的隔膜還能防止有害物質(zhì)在電極間的遷移,提高電池的安全性能。
鋰離子電池常用的隔膜材料一般是用纖維素低或含有合成樹脂的多納微孔膜,包括復(fù)合納微孔膜和聚丙烯納微孔膜等,而以高強(qiáng)度、薄膜化的聚烯烴系多孔膜為主,它們的來源是石油,通過石油制作出石油烯烴樹脂——聚乙烯和聚丙烯作為隔膜的材料,因而鋰離子電池隔膜的成本較高,且原材料并非環(huán)保物質(zhì)。
用木質(zhì)材料制作隔膜則克服了石油烯烴樹脂纖維素低的缺點(diǎn),把纖維素在隔離正負(fù)極與吸附電解液的功效向前提升。即,將纖維素轉(zhuǎn)變成直徑20-30納米大小的纖維,并調(diào)和其與有機(jī)溶液的比例,從而生產(chǎn)出纖維素納米紙隔膜。
“纖維素納米紙隔膜的鋰離子傳導(dǎo)性能優(yōu)秀,具有電氣化學(xué)的安全性,在高溫下也不會(huì)變形,可以用于多種電解液中”李博士如此強(qiáng)調(diào)纖維素隔膜的表現(xiàn),就算這種表現(xiàn)與石油烯烴樹脂不相上下,至少從環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性上來說也有所進(jìn)步。
李博士希望自己的成果能夠用于商業(yè)化,因?yàn)?,山林科學(xué)院推算的2012年鋰電池隔膜全球市場規(guī)??蛇_(dá)1.2萬億韓元,這是一個(gè)誘人的市場,而且,從長遠(yuǎn)來看,用于電動(dòng)汽車的動(dòng)力鋰電池以及用于儲(chǔ)能電站的儲(chǔ)能電池包在推動(dòng)鋰電池市場數(shù)十倍的增長之時(shí),必然也給鋰電池隔膜的成長帶來市場和技術(shù)進(jìn)步的空間與巨大動(dòng)力。