Cross-linked cellulose/carboxylated polyimide nanofiber separator for lithium-ion battery application

分离器(采油) 纤维素 聚酰亚胺 材料科学 电解质 化学工程 再生纤维素 高分子化学 纳米纤维 复合数 极限抗拉强度 细菌纤维素 复合材料 化学 物理化学 物理 工程类 热力学 图层(电子) 生物化学 电极
作者
Jianhui Deng,Danping Cao,Xiaoqing Yang,Guoqing Zhang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:433: 133934-133934 被引量:70
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.133934
摘要

Polyimide (PI) membranes with superior chemical resistance, insulation and self-extinguishing are attracting numerous attentions as the separators of lithium-ion batteries (LIBs), but significant challenges of low mechanical strength and poor electrolyte affinity still remain. Herein, a new kind of environmentally friendly hydrogen-bond (H-bond) cross-linked cellulose/carboxylated PI (Cellulose/PI-COOH) nanofiber composite separator is prepared via electrospinning followed by imidization and alkaline hydrolysis. Besides inheriting the high porosity of the pristine PI separator to absorb the electrolyte, the three-dimensional interconnected structure resulting from H-bond cross-linking is beneficial to improving the mechanical properties of the composite separator, and thereby delivers a tensile strength of 34.2 MPa, 5 times higher than that of the pristine PI separator (6.8 MPa). Meanwhile, the exposed hydroxyl groups on the cellulose, and carboxyl and imino groups on the carboxylated PI can also enhance the electrolyte affinity and wettability of the Cellulose/PI-COOH separator, which plays an important role in increasing the ionic conductivity (0.51 mS cm−1) and widening the electrochemical stability window (∼5.1 V). Consequently, compared with the polypropylene separator and PI separator, the H-bond cross-linked Cellulose/PI-COOH separators show better cycle performance and rate performance when adopted in lithium iron phosphate (LiFePO4) and lithium cobaltate (LiCoO2) half-cells. For example, the Cellulose/PI-COOH-based LiFePO4 half-cell demonstrates the highest initial discharge capacity of 166.2 mAh g−1 and capacity retention rate of 90%, much higher than the pristine PI-based LiFePO4 half-cell (114.6 mAh g−1, 86%). Furthermore, the much enhanced tensile strength, flexibility, thermal stability and flame-resistance of the Cellulose/PI-COOH separator are believed to greatly enhance the safety performance of the obtained LIBs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
xiaosu发布了新的文献求助30
3秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
小老虎喵喵喵完成签到 ,获得积分10
6秒前
sh1018a完成签到,获得积分20
7秒前
11秒前
哪来什么可是完成签到,获得积分10
12秒前
14秒前
个木完成签到,获得积分10
16秒前
jxp完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
花半里里发布了新的文献求助10
20秒前
薛沛然发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
大个应助Yunranqiu采纳,获得10
23秒前
哈哈嗝发布了新的文献求助10
24秒前
岩子发布了新的文献求助10
26秒前
zhouleiwang完成签到,获得积分10
29秒前
32秒前
33秒前
岩子完成签到,获得积分10
34秒前
852应助zoe采纳,获得10
35秒前
xiaosu发布了新的文献求助30
38秒前
李爱国应助jiujiuwo采纳,获得10
38秒前
VTM发布了新的文献求助10
38秒前
chai发布了新的文献求助10
38秒前
41秒前
rocky15应助orrrr采纳,获得10
42秒前
rocky15应助小席采纳,获得20
42秒前
花半里里完成签到,获得积分20
44秒前
老迟到的幼枫完成签到,获得积分10
44秒前
有魅力的澜完成签到,获得积分10
46秒前
cloudy90发布了新的文献求助10
46秒前
50秒前
chai完成签到,获得积分10
52秒前
开心青旋发布了新的文献求助10
53秒前
zoe发布了新的文献求助10
54秒前
大模型应助帽帽采纳,获得10
57秒前
小殷同学完成签到,获得积分10
59秒前
高分求助中
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 1000
Corrosion and Oxygen Control 600
Python Programming for Linguistics and Digital Humanities: Applications for Text-Focused Fields 500
Heterocyclic Stilbene and Bibenzyl Derivatives in Liverworts: Distribution, Structures, Total Synthesis and Biological Activity 500
重庆市新能源汽车产业大数据招商指南(两链两图两池两库两平台两清单两报告) 400
Division and square root. Digit-recurrence algorithms and implementations 400
行動データの計算論モデリング 強化学習モデルを例として 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2547412
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2176233
关于积分的说明 5603131
捐赠科研通 1897016
什么是DOI,文献DOI怎么找? 946498
版权声明 565383
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 503772