鋰電世界  近日，依托中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所建設(shè)的青島儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院成功開發(fā)出新一代全固態(tài)聚合物鋰電池，相關(guān)研究成果分別發(fā)表在Scientific Reports, Chem. Comm., Progress in Polymer Science和Journal of the Electrochemical Society等雜志上。

圖： 剛?cè)岵?jì)全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的設(shè)計(jì)理念（左）和不同溫度相應(yīng)電池的倍率性能（右）

    隨著電動汽車技術(shù)發(fā)展，其對動力鋰電池在大功率輸出和安全性能等方面提出了更高的要求。隔膜電解質(zhì)體系是制約動力鋰電池快速發(fā)展的瓶頸問題之一，開發(fā)高安全性隔膜和新型聚合物電解質(zhì)體系對提高動力鋰離子電池的綜合性能至關(guān)重要。儲能院執(zhí)行院長崔光磊帶領(lǐng)科研人員利用具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的濕法抄造、界面耦合和功能化修飾等技術(shù)，成功研制出高安全性和耐高電壓的動力鋰電池隔膜。該隔膜具有耐高溫性能優(yōu)異，阻燃性能極佳，電解液浸潤良好等特點(diǎn)，極大地提升了鋰電池的倍率性能和安全使用性能，在中國科學(xué)院納米戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)組織的第三方評價(jià)中展示出優(yōu)異的高電壓性能，得到項(xiàng)目首席科學(xué)家和相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的高度評價(jià)。相關(guān)研究成果發(fā)表在Nature子刊Scientific Reports（2014, 4: 3935）和Journal of the Electrochemical Society（2014, 161: A1032-A1038）。
    傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池，由于使用易燃的碳酸酯溶劑和聚烯烴隔膜，存在著極大的安全隱患。研究人員以自主研發(fā)的阻燃纖維素為基材，通過功能化改性和耦合等相關(guān)工藝，成功制造出一款剛?cè)岵?jì)的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)（圖1）。相關(guān)研究成果發(fā)表在Scientific Reports（2014, 4: 6272）上。與傳統(tǒng)聚環(huán)氧乙烷純固態(tài)聚合物電解質(zhì)相比，該款全固態(tài)聚合物電解質(zhì)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度（45 MPa），高的電化學(xué)窗口（> 4.6 V），優(yōu)異的倍率充放電性能(10 C)以及寬的溫度使用范圍（25℃-160℃），具有廣闊的應(yīng)用前景和產(chǎn)業(yè)價(jià)值。目前，青島儲能院正在優(yōu)化工藝參數(shù)，爭取率先在經(jīng)濟(jì)型電汽車上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)示范。
    基于上述研究基礎(chǔ)，該團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)邀在行業(yè)知名期刊Progress in Polymer Science發(fā)表綜述文章，詳細(xì)介紹了青島儲能研究院在生物質(zhì)能源材料，特別是鋰電池隔膜、粘結(jié)劑和聚合物電解質(zhì)領(lǐng)域研究進(jìn)展與成果，并展望了生物質(zhì)材料在能源應(yīng)用領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景。