锂离子电池是当今世界广泛使用的一类可充电电池。可能阻碍这些电池功能的过程之一是阴极和阳极之间的直接接触引起的内部短路。为了避免这种情况，可以使用由聚烯烃组成的隔膜来保持分离。然而，这些隔膜会在较高温度下熔化，并且电解质吸收不足会导致短路和效率降低。为了解决这些问题，已经提出了几种不同的方法。
其中一种方法是在分离器上涂上陶瓷涂层，以改善它们处理压力和热量的方式。然而，这会增加隔膜的厚度，降低其附着力，并损害电池性能。另一种技术是使用聚合物涂层，该过程称为接枝聚合。这涉及将单个单元附着在分离器上，以赋予它们所需的质量。
最近发布在《储能材料》上的一项研究表明，聚丙烯隔膜上的成功接枝聚合，结合了均匀的二氧化硅层2023年12月13日，仁川大学能源与化学工程系助理教授Jeongsik Yun等研究团队进行的联合研究成果在网上公布，并于2024年2月刊登在《储能材料》第65卷中。
尹博士的动机是电动汽车需要高性能电池材料来实现更长的续航里程，这是他一直在积极研究的领域。除了提高电池性能外，他的目标是缓解消费者对电池爆炸的担忧，这可能会影响他们接受电动汽车的决定。据他说，”电池爆炸通常是由隔膜熔化引发的。商用电池隔膜由聚烯烃制成，聚烯烃是一类易受热的聚合物。因此，我们的目标是通过用SiO2等热坚固材料涂覆商业隔膜来提高其热稳定性粒子。
在这项研究中，PP隔膜以多种方式进行了改性。最初，它被涂有一层聚偏二氟乙烯，这是一种用于增强电解质亲和力和热稳定性的化学物质，同时还引入了接枝反应位点。然后，用甲基丙烯酸酯分子接枝隔膜，然后用SiO2进行最后的涂层粒子。这些改进使隔膜更坚固、更耐热，抑制了锂枝晶的生长，并有助于提高循环性能。
此外，这些改进不仅保留了锂离子电池单位体积的能量存储，而且在电池性能方面优于其他涂层方法。因此，该技术有望创造坚固的隔膜，并推动锂离子电池在电动汽车和储能系统中的使用。
“我们希望这项研究的结果能够为高安全性锂电池的发展提供便利。我们相信，这些电池的热稳定性将极大地有利于当前对火敏感的电动汽车领域。从长远来看，这可以激励人们选择电动汽车，在城市地区，减少人们因吸入内燃机产生的污染空气而遭受的痛苦，“尹博士设想道。
总之，这项研究提供了一种可靠的方法，用于创建创新且耐用的锂离子电池隔膜，有可能为更绿色的未来铺平道路!
