电池隔膜-锂离子电池隔膜

锂离子电池(LIBs)已经成为消费者电子学的主要电源，并且由于其高能量和功率密度、高运行电压和长循环寿命，预计将主导电动汽车和电网存储。然而，LIBs 的部署需要进一步提高能量密度、循环寿命、安全性和降低成本，所有这些都主要依赖于电池组件的结构和物理化学特性。

商用锂离子电池由几个关键部件组成: 正极和负极、金属电流收集器、有机液体电解质和多孔聚合物分离器。图1显示了 LIB 单元的基本组成。虽然这些组分在电池中发挥着重要作用，但是挥发性和易燃的有机电解质以及高氧化电势的锂过渡金属氧化物阴极使得锂离子电池容易发生火灾和爆炸。根据联邦航空管理局的说法，已经发生了许多与电池有关的事故，这些事故与电池组件的故障密切相关。因此，严格检查细胞成分的物理/化学特性对于防止 LIB 失败至关重要。

图1图解图示的关键组成部分的 LIBs

这种分离器是一种多孔聚合物膜，夹在细胞内的正电极和负电极之间，目的是防止电极之间的物理和电气接触，同时允许离子传输。虽然分离器是电池的非活性元件，但分离器的特性，如孔隙率、孔径大小、机械强度和热稳定性会影响电池的离子传输、循环寿命、性能和安全性。因此，分离器代表了法定利益攸关方银行的一个关键组成部分。

多孔分离器在伽凡尼电池中面临多重挑战，影响到细胞的安全性。在充放电过程中，金属氧化物阴极的氧化和负电极的减少经常导致有机液体电解质的分解;腐败，从而阻塞气孔并影响分离器的功能。此外，重复的充放电过程可能导致锂树枝晶(Li 树枝晶)的生长，它可以穿透分离器，从而导致电极之间的物理接触和内部短路。

在电池操作过程中出现机械/电气/热滥用情况可能会对隔板造成物理损坏。所有这些因素都会导致分离器故障，最终导致电池故障。在极端情况下，这些故障可能引发火灾或爆炸。设计一种具有理想特性的分离器膜是一种最大限度地提高电荷传输动力学、减轻分离器故障和防止电池过早失效的方法。

图2检讨所讨论的分离器膜概览

阿罗拉等总结了制造法分离器的基本特性和聚烯烃。Zhang 等讨论了与液体电解质相关的分离器的特性和电化学性能。Waqas 等描述了用于制造多种分离器的方法，包括聚烯烃分离器、非织造分离器和陶瓷分离器。李等讨论了聚合物和陶瓷功能化分离器膜的进展及其对改善锂储存性能的意义。Lagadec 等描述了角色塑造技术，这对于评估分离器膜的特性是有用的。

这篇综述提供了一个全面的概述，全面的阵列分离器膜相关的大肠杆菌。综述了分离器的主要性能，介绍了分离器的不同类型，讨论了分离器失效的原因。通过对结构-性能关系及其对电化学性能影响的评估，总结了目前分离器膜的优缺点，包括改性聚烯烃、非织造材料、陶瓷复合材料、氧化还原活性膜和停机功能分离膜。最后，提出了发展先进分离器膜所面临的挑战和前景。图2显示了这篇综述中所涵盖的分离器的广泛范围的概述。

1.Niranjanmurthi Lingappan, Wonoh Lee, Stefano Passerini, Michael Pecht, A comprehensive review of separator membranes in lithium-ion batteries, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 187, 2023, 113726, ISSN 1364-0321, https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.113726.

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