En los últimos años, con el desarrollo continuo de dispositivos portátiles, la demanda del mercado de baterías flexibles de iones de litio también se está expandiendo constantemente. Sin embargo, debido a las características estructurales de las baterías de iones de litio, la densidad de energía del litio Sin embargo, los dispositivos portátiles suelen tener una gran demanda de duración de la batería para satisfacer la demanda de comodidad de uso, por lo que las personas prestan más atención a la densidad de energía del Li-O 2Batería, Li-O 2La energía específica teórica de la batería hasta 3500Wh / kg, pero debido a Li-O 2La batería necesita O en el aire 2Como cátodo, por lo tanto, es necesario diseñar una estructura de cátodo poroso, Li-O 2Esta estructura semiabierta de la batería determina su sensibilidad a la humedad en el aire. Li-O 2Otro desafío al que se enfrentan las baterías en lo que respecta a los wearables es el diseño flexible que el Li-O tradicional 2La batería es generalmente un diseño de estructura rígida, no adecuado para uso directo en dispositivos portátiles flexibles, por lo que en los últimos años las personas en Li-O 2La flexibilidad de la batería también hizo mucho trabajo, por ejemplo, el Instituto Changchun de la estructura de bambú Qingchao Liu en la antigüedad inspirado en el diseño de una estructura similar de Li-O suave 2La batería no solo tiene una buena flexibilidad, sino también una función a prueba de agua, e incluso puede usarse bajo el agua.
Yan-Bin Yin de la Universidad de Jilin también desarrolló recientemente un Li-O de alta seguridad, flexible y plegable 2Estructura de la batería como se muestra a continuación, la batería utiliza un diseño de estructura tubular hueca para asegurar una buena flexibilidad de la batería, y el uso de poliimida PI y composición de PVDF-HFP de poliimida (fluoruro de vinilideno - hexafluoropropileno) De la membrana compuesta (PIPV), la membrana tiene buena estabilidad a prueba de agua y térmica, y puede tener una alta conductividad iónica, con el otro diseño estructural de la batería hace que este Li-O suave 2La batería no solo tiene una vida útil excelente y un rendimiento de velocidad excelente, sino que también cuenta con más características a prueba de agua e ignífugas, incluso la batería puede usarse bajo el agua.
Como una tecnología clave de la invención, el proceso de preparación del separador PIPV es como se muestra en el anterior c, primero, una capa de película de poliimida PI se recubre sobre la superficie de la lámina de metal Li, y luego la superficie de la película PI se recubre uniformemente con una capa de poliuretano Suspensión de fluoruro de vinilideno - hexafluoropropileno) suspensión de PVDF - HFP, y finalmente se secó bajo una atmósfera de argón.
PI microestructura película como se muestra en a, puede verse que una gran cantidad de película de PI que tiene un microporosa, PVDF-HFP Después del recubrimiento, la superficie se vuelve muy suave (Fig. B), casi todos los poros han desaparecido, el separador se vuelve muy suave. c partir de las mediciones de ángulo de contacto de la figura vista gotita de agua ángulo de contacto sobre separadores PIPV 96 grados, lo que indica que el carácter hidrófobo de la membrana. de tal manera que ambas de las características anteriores que la membrana tiene una muy buena propiedad a prueba de agua , Para garantizar la seguridad del Li de metal en un entorno acuático (Figura g).
La estabilidad térmica también está en Li-O 2Factores importantes a tener en cuenta en el diseño de la batería, películas Yan-Bin Yin PP, GF y PIPV calentadas a 200 ° C (Figura h abajo), se puede ver que la membrana PP se contrajo completamente después del calentamiento, fundiéndose, pero el PIPV no se produjo Los resultados muestran que PIPV todavía tiene buena estabilidad térmica a temperaturas elevadas de 200 ℃.
Como un dispositivo electrónico que requiere un contacto cercano con el cuerpo humano, la seguridad es una prioridad para los dispositivos portátiles, especialmente Li-O 2La batería es muy animada de metal Li, la seguridad que necesitamos tomar más en serio. A este Yan-Bin Yin de este Li-O 2Batería en el agua, alta temperatura, flexión y otras condiciones bajo la seguridad de la validación de la prueba, los resultados de las pruebas se muestran a continuación, se puede ver este Li-O 2La batería no solo no le teme al agua, e incluso en el trabajo normal en el agua, sin mencionar la flexión, doblada 180 grados bajo el agua, aún capaz de descargarse normalmente. Para verificar la estabilidad de la batería a altas temperaturas, Yan-Bin Yin usa llama de alta temperatura quemando la batería, se puede ver que la batería no disparó el fenómeno de la quema, lo que indica que la batería también tiene una buena estabilidad térmica a altas temperaturas. Estas características hacen que la batería ya tenga una electrónica usable Equipo, poder químico las cualidades más básicas, entonces necesita ver sus propiedades electroquímicas para satisfacer las necesidades de los dispositivos portátiles.
La siguiente imagen muestra el Li-O 2Los resultados de las pruebas de rendimiento de célula electroquímica se puede ver desde la Figura A, la corriente de la batería en 0.2mA, capacidad de descarga de hasta 115mAh (4259mAh / g), cuando la corriente se aumenta a 1,5 mA, todavía puede ser emitida 52mAh (1926mAh / g ) de capacidad. la batería bajo la premisa de la buena capacidad de velocidad, pero también tiene una muy excelentes características de ciclo se puede ver en la figura d, después de más de 100 ciclos, la curva de descarga de la batería apenas cambió.
Yan-Bin Yin para Li-O 2Batería sensible a la humedad debilidades, la investigación y desarrollo de esta PIPV membrana de material compuesto, no sólo una solución muy eficaz para el Li-O 2Batería propiedades eléctricas característicos declinan ambiente acuoso, a través de una celda electrolítica de modo que el diseño puede funcionar incluso bajo el agua, lo que mejora en gran medida la seguridad dispositivo portátil y la comodidad en la estabilidad térmica de la batería es ventajas, en 200 diafragma ℃ PIPV todavía pueden mantener una buena estructura mecánica para asegurar la seguridad de la batería a altas temperaturas.
