In den letzten Jahren hat sich die Nachfrage nach flexiblen Lithium-Ionen-Batterien aufgrund der strukturellen Eigenschaften von Lithium-Ionen-Batterien ständig erweitert, wobei die Energiedichte der Lithium-Ionen-Batterien ständig zunimmt. Tragbare Geräte haben jedoch häufig hohe Anforderungen an die Batterielebensdauer, um dem Bedürfnis nach Benutzerfreundlichkeit gerecht zu werden, so dass die Menschen der Energiedichte von Li-O mehr Aufmerksamkeit schenken 2Batterie, Li-O 2Die theoretische spezifische Energie der Batterie bis zu 3500Wh / kg, aber wegen Li-O 2Die Batterie braucht O in der Luft 2Als Kathode ist es daher notwendig, eine poröse Kathodenstruktur, Li-O, zu entwerfen 2Diese halboffene Struktur der Batterie bestimmt ihre Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit in der Luft 2Eine weitere Herausforderung, der Batterien bei Wearables gegenüberstehen, ist das flexible Design des traditionellen Li-O 2Die Batterie ist in der Regel starre Struktur Design, nicht geeignet für den direkten Einsatz in flexiblen tragbaren Geräten, so in den letzten Jahren Menschen in Li-O 2Die Flexibilität der Batterie hat auch eine Menge Arbeit, zum Beispiel, Changchun-Institut für Qingchao Liu Bambus-Struktur im alten inspiriert durch das Design einer ähnlichen Struktur von weichen Li-O 2Akku, hat nicht nur eine gute Flexibilität, sondern auch beide wasserdichte Funktion, und kann sogar unter Wasser verwendet werden.
Yan-Bin Yin von der Universität Jilin entwickelte kürzlich ein hochsicheres, flexibles und faltbares Li-O 2Batterie-Struktur wie unten gezeigt, die Batterie verwendet eine röhrenförmige Hohlstruktur Design, um eine gute Flexibilität der Batterie zu gewährleisten, und die Verwendung von Polyimid PI und Poly (Vinylidenfluorid - Hexafluorpropylen-Copolymer) PVDF-HFP Zusammensetzung Von der Verbundmembran (PIPV) hat die Membran eine gute wasserfeste und thermische Stabilität und kann eine hohe Ionenleitfähigkeit aufweisen, wobei das andere strukturelle Design der Batterie dieses weiche Li-O macht 2Die Batterie hat nicht nur eine ausgezeichnete Lebensdauer und eine hervorragende Leistung, sondern auch eine höhere Wasser- und Feuerbeständigkeit. Die Batterie kann sogar unter Wasser verwendet werden.
Als eine Schlüsseltechnologie der Erfindung wird das Herstellungsverfahren des PIPV-Separators wie oben in c gezeigt, zuerst wird eine Schicht eines Polyimid-PI-Films auf die Oberfläche der Li-Metallfolie aufgetragen, und dann wird die Oberfläche des PI-Films gleichmäßig mit einer Schicht aus Poly beschichtet Vinylidenfluorid-Hexafluorpropylen-Copolymer) PVDF-HFP-Aufschlämmung und schließlich unter Argonatmosphäre getrocknet.
Die Mikrostruktur des PI-Films ist in der folgenden Figur a gezeigt, es ist ersichtlich, dass der PI-Film eine sehr große Anzahl von Mikroporen aufweist, die Oberfläche wird nach der PVDF-HFP-Beschichtung sehr glatt (Fig. B), fast alle Mikroporen sind verschwunden, Die Membran wird sehr glatt. Aus der Kontaktwinkelmessung von Fig. C ist der Kontaktwinkel des Wassertropfens auf der PIPV-Membran 96, was auf die hydrophobe Natur der Membran hinweist. Die zwei oben beschriebenen Eigenschaften verleihen der Membran sehr gute wasserabweisende Eigenschaften , Um die Sicherheit des Metalls Li in einer Wasserumgebung zu gewährleisten (Abbildung g).
Thermische Stabilität ist auch in Li-O 2Wichtiger Faktor in der Zelle Konstruktionsüberlegungen, Yan-Bin Yin zu PP, GF und PIPV Film wird auf 200 ℃ (in Fig H) erwärmt wird, kann gesehen werden, dass der Separator nach dem Erhitzen vollständig PP zurückgezogen wurde, schmilzt, aber keine offensichtliche PIPV Änderungen PIPV haben noch zeigen eine gute thermische Stabilität in Umgebungen mit hohen Temperaturen von 200 Grad Celsius.
Wie Bedürfnisse und elektronische Geräte, in engen Kontakt ist die Sicherheit der Menschen mit dem tragbaren Gerät erfordert Fragen Priorität, insbesondere Li-O 2Es ist eine sehr reaktive Metall Li-Batterie, die mehr Sicherheit, die wir ernsthaft die dieses Ende dieses Yan-Bin Yin Li-OS nehmen müssen 2Batteriesicherheit unter Wasser, die Temperatur und andere Bedingungen der Biegetest Prüfung, Testergebnisse sind unten gezeigt, kann man sehen, dass ein Li-O 2Der Akku ist nicht nur Angst vor dem Wasser, und sogar unter Wasser arbeitet, erwähnen auch die gebogen, gefaltet um 180 Grad im Wasser noch normale Entladung sein kann. Um die Stabilität dieser Batterie bei einer hohen Temperatur, Yan-Bin zu überprüfen Yin Hochtemperaturflamme eine Batterie brennt, kann die Batterie sehen, dass das Feuer nicht aufgetreten ist, brennen, was darauf hinweist, dass die Batterie bei hoher Temperatur mit guter thermischer Stabilität. diese Eigenschaften, welche die Batterie macht hatte eine tragbare elektronische die grundlegenden Eigenschaften der chemischen Kraftanlagen, dann müssen wir sehen, ob es die elektrochemische Leistung tragbare Gerät Anforderungen erfüllen kann.
Li-O-Unterabschnitt unten zeigt 2Die elektrochemische Zelle Leistungstestergebnisse aus der Figur a ersichtlich, ist der Batteriestrom bei 0,2 mA, Entladekapazität bis 115mAh (4259mAh / g), wenn der Strom auf 1,5 mA erhöht wird, kann immer noch 52mAh (1926mAh / g emittiert werden, ) Kapazität. die Batterie unter der Prämisse der guten Preis-Fähigkeit, sondern auch aus der Figur d zu sehen sind, nach über 100 Zyklen, die Batterieentladungskurve kaum veränderte eine sehr gute Zykluseigenschaften können haben.
Yan-Bin Yin für Li-O 2Batterie empfindlich gegenüber Feuchtigkeit Schwächen, Forschung und Entwicklung dieser Verbundmembran PIPV, nicht nur eine sehr effektive Lösung für das Li-O 2Batterie charakteristische elektrische Eigenschaften sinken wässrige Umgebung, durch eine Elektrolysezelle, so dass das Design auch unter Wasser betrieben werden kann, der stark die tragbare Gerät der Sicherheit und den Komfort in der thermischen Stabilität der Batterie verbessert ist Vorteile, bei 200 ℃ PIPV Membran ist immer noch in der Lage, eine gute mechanische Struktur zu halten, um die Sicherheit der Batterie bei hohen Temperaturen zu gewährleisten.
