Teknologi pemintalan elektro - aplikasi dalam baterai lithium-ion
Teknologi elektrospinning memiliki keunggulan peralatan yang sederhana, pengoperasian yang sederhana, dan efisiensi produksi yang relatif tinggi, dan banyak digunakan dalam pembuatan serat nano. Serat nano yang dibuat dengan teknologi elektrospinning, dengan luas permukaan spesifik yang besar dan lembut, banyak digunakan dalam katalis, perlindungan lingkungan, penyerapan kebisingan, elektronik, medis, dan baterai lithium-ion.
Daftar Isi
Prinsip-prinsip teknologi pemintalan elektro
Seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini, peralatan yang diperlukan untuk pemintalan elektrostatis termasuk catu daya tegangan tinggi, perangkat pengumpul, perangkat penyimpanan larutan, dan perangkat injeksi. Prinsipnya adalah menggunakan catu daya tegangan tinggi untuk membentuk perbedaan tegangan antara larutan dan perangkat pengumpul, sehingga larutan mengatasi tegangan permukaan cairan dan membentuk kerucut Taylor.
Ketika tegangan baterai lithium ion melebihi nilai tertentu, cairan disemprotkan dari ujung kerucut Taylor. Cairan yang disemprotkan diregangkan di sepanjang arah gaya medan listrik, didinginkan dan diuapkan oleh pelarut, dan akhirnya membentuk serat nano pada alat pengumpul. Dalam keadaan normal, tegangan yang diperlukan untuk pemintalan elektrostatis adalah dari beberapa ribu volt hingga puluhan ribu volt.
Prinsip-prinsip teknologi pemintalan elektro
Faktor-faktor yang mempengaruhi teknologi pemintalan elektro
Penerapan teknologi electrospinning dipengaruhi oleh serangkaian parameter proses, dan perubahan parameter proses yang halus juga akan memiliki dampak tertentu pada morfologi, struktur, dan sifat-sifat serat nano. Dampak utama terbagi dalam empat kategori:
Sifat larutan, termasuk viskoelastisitas, konduktivitas, tegangan permukaan, dll.
Parameter pemintalan elektro, seperti voltase, jarak antara jarum pemintal dan alat pengumpul serta kecepatan penggerak cairan, dll.
Parameter lingkungan, seperti suhu, kelembapan udara, dll.
Metode pengumpulan.
Sifat-sifat larutan, parameter elektrospinning dan parameter lingkungan akan mempengaruhi laju penguapan dan waktu pelarut, ukuran gaya medan listrik, pemisahan dan pengawetan serat, sehingga mempengaruhi ukuran dan keseragaman diameter serat. Metode pengumpulan mempengaruhi orientasi dan bentuk serat.
Dalam beberapa tahun terakhir, serat nano dengan berbagai struktur unik yang dibuat dengan teknologi pemintalan listrik telah banyak digunakan dalam industri baterai lithium. Teknologi pemintalan elektro dapat digunakan untuk konstruksi tiga bahan utama baterai litium: bahan katoda, bahan anoda, dan pemisah.
Aplikasi teknologi pemintalan elektro - bahan katoda
Katoda adalah donor ion litium (Li+) utama dalam baterai litium-ion, dan juga merupakan faktor kunci yang mempengaruhi laju transmisi ion litium. Pengembangan baterai yang aman, ekonomis, berkinerja tinggi, dan berkapasitas tinggi bahan katoda dapat secara efektif mempromosikan penerapan baterai lithium-ion.
Saat ini, kapasitas pelepasan spesifik bahan anoda komersial (seperti LiFePO4) umumnya kurang dari 200mAh/g, yang merupakan salah satu hambatan yang membatasi permintaan yang terus meningkat untuk kepadatan energi yang tinggi dan biaya baterai lithium-ion yang rendah. Di antara berbagai metode untuk meningkatkan sifat elektrokimia bahan katoda, pelapisan nano dan kontrol morfologi struktur nano dengan teknologi pemintalan listrik telah terbukti menjadi metode yang efektif.
Para peneliti berhasil mensintesis bahan katoda Li1.2Ni0.17Co0.17Mn0.5O2 yang menyerupai bunga dengan menggunakan teknologi pemintalan elektro voltase tinggi dan perlakuan panas. Morfologi seperti bunga berpori yang teratur ini dapat mendorong difusi ion litium yang cepat, dan baterai yang dirakit dapat memiliki kapasitas pengosongan siklik hingga 235mAh/g.
Electrospinning, sebuah metode sintesis yang sederhana dan layak, menyediakan cara yang efektif untuk mendesain struktur katoda baterai lithium-ion yang ideal.
Beberapa peneliti juga telah mensintesis struktur nano vanadium pentoksida (V2O5) yang dapat dikontrol morfologinya (seperti tabung nano V2O5 berpori, serat nano V2O5 berlapis, dan nanoribon V2O5 kristal tunggal) melalui strategi "teknologi pemintalan listrik dan perlakuan anil berikutnya", yang digunakan sebagai bahan katoda berkinerja tinggi untuk baterai ion litium, yang menunjukkan kapasitas reversibel yang tinggi dan kinerja siklus yang sangat baik.
Tabung nano V2O5 berpori memiliki kepadatan daya 40,2 kW/kg dan kepadatan energi 201Wh/kg. Selain itu, doping elemen logam transisi juga dapat meningkatkan kinerja bahan aktif elektroda, sehingga dapat meningkatkan kinerja elektrokimia baterai lithium-ion.
Selain itu, para peneliti menyiapkan serat nano komposit Li2Mn0.8Fe0.2SiO4/ karbon dengan menggabungkan pemintalan listrik dan perlakuan panas. Ditemukan bahwa doping besi meningkatkan konduktivitas dan kemurnian bahan elektroda, dan matriks serat nano karbon mendorong transfer ion dan difusi muatan. Bahan ini menunjukkan kapasitas reversibel yang baik dan kinerja siklus yang sangat baik ketika digunakan sebagai katoda baterai lithium-ion.
Aplikasi teknologi pemintalan elektro - bahan anoda
Dalam beberapa tahun terakhir, karena rendahnya tingkat pemanfaatan energi dari bahan anoda berbasis karbon sederhana, maka anoda baterai lithium ion desain struktur telah menjadi lebih kompleks dan halus, dengan bantuan teknologi film sutra pemintalan elektrostatik / pelapisan semprotan elektrostatik dapat menerobos kemacetan yang relevan.
Sebagai contoh, untuk mengatasi masalah pemanfaatan kapasitas yang rendah dan kinerja siklus yang buruk dari anoda baterai lithium ion berbasis titanium dioksida/karbon (TiO2/C), para peneliti menyiapkan serat nano karbon dendritik TiO2@mesopori (TiO2@MCNF) melalui proses pemintalan elektro, perlakuan hidrotermal, dan karbonisasi (seperti gambar di bawah ini).
Sebagai penyangga tulang punggung, material komposit TiO2@MCNFs dendritik memiliki sejumlah besar kisi nano-tio2 yang terbuka, yang dapat menyediakan saluran kristal intrinsik untuk pengangkutan ion litium. Kerangka serat nano karbon yang terjalin memiliki integritas struktural dan fleksibilitas mekanis yang tinggi. Sebagai bahan anoda, TiO2 dendritik @ MCNFs memiliki kapasitas pelepasan awal yang sangat baik (1932mAh / g) dan kinerja bersepeda yang sangat baik (kapasitas reversibel 617mAh / g setelah 100 siklus).
Struktur unik dan sifat elektrokimia yang sangat baik dari komposit matriks karbon dendritik memberikan ide baru untuk pengembangan bahan anoda serat nano karbon pemintalan elektro yang didoping dengan nitrogen heteratom, belerang, fosfor, dan boron. Sebagai contoh, serat nano karbon yang didoping nitrogen yang dimodifikasi dengan nanopartikel silikon (W-Si @ N-CNFs) dan serat nano karbon yang didoping nitrogen dengan saluran terbuka (N-CNFO) dibuat dengan pemintalan listrik.
Persiapan TiO2 dendritik @ MCNFs
Bahan oksida logam dengan kapasitas spesifik teoritis yang tinggi juga dianggap sebagai bahan anoda yang menjanjikan. Penggunaan nanopartikel logam transisi untuk meningkatkan reaktivitas elektrokimia permukaan kondusif untuk lebih meningkatkan kinerja baterai. Seperti komposit serat karbon-serat besi oksida (Fe2O3), komposit serat karbon-serat mangan oksida (MnO), serat nano Li4Ti5O12 yang dilapisi dengan lapisan titanium nitrida (TiN) / TiOxNy yang sangat konduktif.
Selain itu, struktur serat khusus seperti serat nano nikel oksida berongga (NiO) yang dibuat dengan pemintalan elektro dan kain bukan tenunan inti-cangkang silikon/karbon dasar (Si/C) @CNF yang dibuat dengan pemintalan elektro koaksial juga dapat secara signifikan meningkatkan sifat elektrokimia bahan anoda.
Aplikasi teknologi pemintalan elektro - pemisah
Membran serat nano elektrospun (lapisan tunggal, multilayer, komposit dan modifikasi) memiliki karakteristik struktur berpori, porositas tinggi dan luas permukaan spesifik yang besar, dan merupakan bahan kandidat yang ideal untuk membran sel untuk meningkatkan efisiensi transpor ion. Sebagai polimer fungsional khusus dengan sifat komprehensif yang sangat baik, polimida (PI) telah dikembangkan sebagai membran serat nano elektrospun.
Para peneliti menyiapkan film serat nano polimida berfluorinasi (FPI) yang kuat melalui proses pemintalan elektro/ pengikatan silang termal, dengan diafragma yang memiliki kekuatan mekanik tinggi (31,7MPa), ukuran pori rata-rata yang kecil, dan distribusi ukuran pori yang sempit, yang menunjukkan kinerja yang baik dalam mencegah pertumbuhan dan penetrasi dendrit litium, serta dapat dirakit menjadi baterai lithium-ion yang aman dan andal.
Menggabungkan keunggulan lapisan serat yang berbeda, membran berserat nano dengan struktur multilayer dapat dibuat dengan menyesuaikan urutan pemintalan, dan sebagai pemisah multilayer, kinerja yang lebih baik dapat diperoleh dalam hal kekuatan mekanik, stabilitas termal, dan kinerja elektrokimia.
Beberapa peneliti telah membuat pemisah baterai serat nano PVDF/polym-phenylene isophthalamide (PMIA)/PVDF struktur sandwich baru dengan kekuatan mekanik yang kuat (kekuatan tarik hingga 13,96MPa) dan stabilitas termal melalui teknologi pemintalan listrik berurutan.
Menambahkan dua atau lebih polimer organik atau pengisi anorganik ke dalam larutan elektrospinning untuk membuat membran berserat nano komposit adalah cara efektif lain untuk meningkatkan kinerja pemisah.
Karena polimer atau pengisi anorganik yang berbeda memiliki sifat fisik dan kimia serta sifat elektrokimia yang berbeda, dibandingkan dengan prekursor polimer tunggal, kinerja komprehensif membran komposit yang mengandung beberapa bahan polimer ditingkatkan.
Sebagai contoh, para peneliti menyiapkan membran serat komposit lignin/poliakrilonitril (L-PAN) dengan pemintalan listrik. Berkat porositas tinggi (74%) dan keterbasahan elektrolit yang baik dari L-PAN, baterai yang dirakit menunjukkan kinerja laju dan kinerja siklus yang baik. Karena biaya persiapan yang rendah dan proses L-PAN yang sederhana, L-PAN dapat digunakan sebagai bahan kandidat yang ideal untuk pemisah baterai lithium-ion.
Persiapan membran komposit PVDF-HFP-PDA
Untuk lebih meningkatkan sifat mekanik dan elektrokimia dari membran elektrospun, metode lain yang efektif adalah dengan melakukan post-treatment pada membran elektrospun (termasuk memodifikasi struktur kimia atau morfologi permukaannya) untuk mendapatkan pemisah yang dimodifikasi dengan sifat komprehensif yang sangat baik. Para peneliti memodifikasi dan menumbuhkan lapisan tipis lapisan fungsional polydopamine (PDA) pada permukaan serat nano PVDF-HFP dengan metode pemintalan elektro dan pelapisan celup, membentuk struktur inti-cangkang yang unik (seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas), yang berfungsi sebagai pemisah yang dimodifikasi dengan tingkat keamanan yang tinggi.
Stabilitas siklus dan kinerja laju, dan seluruh proses reaksi dilakukan dalam larutan berair yang ramah lingkungan, yang dapat memenuhi persyaratan penggunaan yang aman untuk baterai lithium-ion besar.
Ringkasan
Sebagai teknologi baru yang secara bertahap diteliti dan diterapkan di seluruh dunia pada akhir abad ke-20, penerapan teknologi electrospinning di bidang baterai lithium-ion secara bertahap dimulai.
Dibandingkan dengan beberapa teknologi seperti penggilingan bola berenergi tinggi dan deposisi uap, teknologi pemintalan listrik memiliki keunggulan prinsip sederhana, pengoperasian yang mudah, dan biaya persiapan yang rendah, dan secara bertahap menjadi salah satu metode yang umum digunakan untuk bahan baterai konstruksi.
Namun demikian, dalam aplikasi komersial, teknologi ini masih memiliki banyak tantangan, seperti masalah produksi massal, bagaimana mencapai kontrol yang tepat dari struktur nano, dll., yang semuanya membutuhkan optimasi dan peningkatan lebih lanjut.
Hailey
Hai, saya Hailey, Sejak saya lulus dengan gelar master saya di bidang fisika, saya telah mendedikasikan diri saya pada industri baterai lithium dan bekerja dengan insinyur baterai lithium untuk menyelesaikan berbagai proyek desain dan manufaktur baterai lithium. Berdasarkan pengetahuan elektronik sebagai insinyur baterai lithium selama lebih dari 4 tahun, saya sekarang terutama bertanggung jawab untuk menulis konten tentang baterai lithium dan saya ingin berbagi pandangan saya dengan Anda.
Teknologi pemintalan elektro - aplikasi dalam baterai lithium-ion
Prinsip-prinsip teknologi pemintalan elektro
Seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini, peralatan yang diperlukan untuk pemintalan elektrostatis termasuk catu daya tegangan tinggi, perangkat pengumpul, perangkat penyimpanan larutan, dan perangkat injeksi. Prinsipnya adalah menggunakan catu daya tegangan tinggi untuk membentuk perbedaan tegangan antara larutan dan perangkat pengumpul, sehingga larutan mengatasi tegangan permukaan cairan dan membentuk kerucut Taylor.
Ketika tegangan baterai lithium ion melebihi nilai tertentu, cairan disemprotkan dari ujung kerucut Taylor. Cairan yang disemprotkan diregangkan di sepanjang arah gaya medan listrik, didinginkan dan diuapkan oleh pelarut, dan akhirnya membentuk serat nano pada alat pengumpul. Dalam keadaan normal, tegangan yang diperlukan untuk pemintalan elektrostatis adalah dari beberapa ribu volt hingga puluhan ribu volt.
Faktor-faktor yang mempengaruhi teknologi pemintalan elektro
Penerapan teknologi electrospinning dipengaruhi oleh serangkaian parameter proses, dan perubahan parameter proses yang halus juga akan memiliki dampak tertentu pada morfologi, struktur, dan sifat-sifat serat nano. Dampak utama terbagi dalam empat kategori:
Sifat-sifat larutan, parameter elektrospinning dan parameter lingkungan akan mempengaruhi laju penguapan dan waktu pelarut, ukuran gaya medan listrik, pemisahan dan pengawetan serat, sehingga mempengaruhi ukuran dan keseragaman diameter serat. Metode pengumpulan mempengaruhi orientasi dan bentuk serat.
Dalam beberapa tahun terakhir, serat nano dengan berbagai struktur unik yang dibuat dengan teknologi pemintalan listrik telah banyak digunakan dalam industri baterai lithium. Teknologi pemintalan elektro dapat digunakan untuk konstruksi tiga bahan utama baterai litium: bahan katoda, bahan anoda, dan pemisah.
Aplikasi teknologi pemintalan elektro - bahan katoda
Katoda adalah donor ion litium (Li+) utama dalam baterai litium-ion, dan juga merupakan faktor kunci yang mempengaruhi laju transmisi ion litium. Pengembangan baterai yang aman, ekonomis, berkinerja tinggi, dan berkapasitas tinggi bahan katoda dapat secara efektif mempromosikan penerapan baterai lithium-ion.
Saat ini, kapasitas pelepasan spesifik bahan anoda komersial (seperti LiFePO4) umumnya kurang dari 200mAh/g, yang merupakan salah satu hambatan yang membatasi permintaan yang terus meningkat untuk kepadatan energi yang tinggi dan biaya baterai lithium-ion yang rendah. Di antara berbagai metode untuk meningkatkan sifat elektrokimia bahan katoda, pelapisan nano dan kontrol morfologi struktur nano dengan teknologi pemintalan listrik telah terbukti menjadi metode yang efektif.
Para peneliti berhasil mensintesis bahan katoda Li1.2Ni0.17Co0.17Mn0.5O2 yang menyerupai bunga dengan menggunakan teknologi pemintalan elektro voltase tinggi dan perlakuan panas. Morfologi seperti bunga berpori yang teratur ini dapat mendorong difusi ion litium yang cepat, dan baterai yang dirakit dapat memiliki kapasitas pengosongan siklik hingga 235mAh/g.
Electrospinning, sebuah metode sintesis yang sederhana dan layak, menyediakan cara yang efektif untuk mendesain struktur katoda baterai lithium-ion yang ideal.
Beberapa peneliti juga telah mensintesis struktur nano vanadium pentoksida (V2O5) yang dapat dikontrol morfologinya (seperti tabung nano V2O5 berpori, serat nano V2O5 berlapis, dan nanoribon V2O5 kristal tunggal) melalui strategi "teknologi pemintalan listrik dan perlakuan anil berikutnya", yang digunakan sebagai bahan katoda berkinerja tinggi untuk baterai ion litium, yang menunjukkan kapasitas reversibel yang tinggi dan kinerja siklus yang sangat baik.
Tabung nano V2O5 berpori memiliki kepadatan daya 40,2 kW/kg dan kepadatan energi 201Wh/kg. Selain itu, doping elemen logam transisi juga dapat meningkatkan kinerja bahan aktif elektroda, sehingga dapat meningkatkan kinerja elektrokimia baterai lithium-ion.
Selain itu, para peneliti menyiapkan serat nano komposit Li2Mn0.8Fe0.2SiO4/ karbon dengan menggabungkan pemintalan listrik dan perlakuan panas. Ditemukan bahwa doping besi meningkatkan konduktivitas dan kemurnian bahan elektroda, dan matriks serat nano karbon mendorong transfer ion dan difusi muatan. Bahan ini menunjukkan kapasitas reversibel yang baik dan kinerja siklus yang sangat baik ketika digunakan sebagai katoda baterai lithium-ion.
Aplikasi teknologi pemintalan elektro - bahan anoda
Dalam beberapa tahun terakhir, karena rendahnya tingkat pemanfaatan energi dari bahan anoda berbasis karbon sederhana, maka anoda baterai lithium ion desain struktur telah menjadi lebih kompleks dan halus, dengan bantuan teknologi film sutra pemintalan elektrostatik / pelapisan semprotan elektrostatik dapat menerobos kemacetan yang relevan.
Sebagai contoh, untuk mengatasi masalah pemanfaatan kapasitas yang rendah dan kinerja siklus yang buruk dari anoda baterai lithium ion berbasis titanium dioksida/karbon (TiO2/C), para peneliti menyiapkan serat nano karbon dendritik TiO2@mesopori (TiO2@MCNF) melalui proses pemintalan elektro, perlakuan hidrotermal, dan karbonisasi (seperti gambar di bawah ini).
Sebagai penyangga tulang punggung, material komposit TiO2@MCNFs dendritik memiliki sejumlah besar kisi nano-tio2 yang terbuka, yang dapat menyediakan saluran kristal intrinsik untuk pengangkutan ion litium. Kerangka serat nano karbon yang terjalin memiliki integritas struktural dan fleksibilitas mekanis yang tinggi. Sebagai bahan anoda, TiO2 dendritik @ MCNFs memiliki kapasitas pelepasan awal yang sangat baik (1932mAh / g) dan kinerja bersepeda yang sangat baik (kapasitas reversibel 617mAh / g setelah 100 siklus).
Struktur unik dan sifat elektrokimia yang sangat baik dari komposit matriks karbon dendritik memberikan ide baru untuk pengembangan bahan anoda serat nano karbon pemintalan elektro yang didoping dengan nitrogen heteratom, belerang, fosfor, dan boron. Sebagai contoh, serat nano karbon yang didoping nitrogen yang dimodifikasi dengan nanopartikel silikon (W-Si @ N-CNFs) dan serat nano karbon yang didoping nitrogen dengan saluran terbuka (N-CNFO) dibuat dengan pemintalan listrik.
Bahan oksida logam dengan kapasitas spesifik teoritis yang tinggi juga dianggap sebagai bahan anoda yang menjanjikan. Penggunaan nanopartikel logam transisi untuk meningkatkan reaktivitas elektrokimia permukaan kondusif untuk lebih meningkatkan kinerja baterai. Seperti komposit serat karbon-serat besi oksida (Fe2O3), komposit serat karbon-serat mangan oksida (MnO), serat nano Li4Ti5O12 yang dilapisi dengan lapisan titanium nitrida (TiN) / TiOxNy yang sangat konduktif.
Selain itu, struktur serat khusus seperti serat nano nikel oksida berongga (NiO) yang dibuat dengan pemintalan elektro dan kain bukan tenunan inti-cangkang silikon/karbon dasar (Si/C) @CNF yang dibuat dengan pemintalan elektro koaksial juga dapat secara signifikan meningkatkan sifat elektrokimia bahan anoda.
Aplikasi teknologi pemintalan elektro - pemisah
Membran serat nano elektrospun (lapisan tunggal, multilayer, komposit dan modifikasi) memiliki karakteristik struktur berpori, porositas tinggi dan luas permukaan spesifik yang besar, dan merupakan bahan kandidat yang ideal untuk membran sel untuk meningkatkan efisiensi transpor ion. Sebagai polimer fungsional khusus dengan sifat komprehensif yang sangat baik, polimida (PI) telah dikembangkan sebagai membran serat nano elektrospun.
Para peneliti menyiapkan film serat nano polimida berfluorinasi (FPI) yang kuat melalui proses pemintalan elektro/ pengikatan silang termal, dengan diafragma yang memiliki kekuatan mekanik tinggi (31,7MPa), ukuran pori rata-rata yang kecil, dan distribusi ukuran pori yang sempit, yang menunjukkan kinerja yang baik dalam mencegah pertumbuhan dan penetrasi dendrit litium, serta dapat dirakit menjadi baterai lithium-ion yang aman dan andal.
Menggabungkan keunggulan lapisan serat yang berbeda, membran berserat nano dengan struktur multilayer dapat dibuat dengan menyesuaikan urutan pemintalan, dan sebagai pemisah multilayer, kinerja yang lebih baik dapat diperoleh dalam hal kekuatan mekanik, stabilitas termal, dan kinerja elektrokimia.
Beberapa peneliti telah membuat pemisah baterai serat nano PVDF/polym-phenylene isophthalamide (PMIA)/PVDF struktur sandwich baru dengan kekuatan mekanik yang kuat (kekuatan tarik hingga 13,96MPa) dan stabilitas termal melalui teknologi pemintalan listrik berurutan.
Menambahkan dua atau lebih polimer organik atau pengisi anorganik ke dalam larutan elektrospinning untuk membuat membran berserat nano komposit adalah cara efektif lain untuk meningkatkan kinerja pemisah.
Karena polimer atau pengisi anorganik yang berbeda memiliki sifat fisik dan kimia serta sifat elektrokimia yang berbeda, dibandingkan dengan prekursor polimer tunggal, kinerja komprehensif membran komposit yang mengandung beberapa bahan polimer ditingkatkan.
Sebagai contoh, para peneliti menyiapkan membran serat komposit lignin/poliakrilonitril (L-PAN) dengan pemintalan listrik. Berkat porositas tinggi (74%) dan keterbasahan elektrolit yang baik dari L-PAN, baterai yang dirakit menunjukkan kinerja laju dan kinerja siklus yang baik. Karena biaya persiapan yang rendah dan proses L-PAN yang sederhana, L-PAN dapat digunakan sebagai bahan kandidat yang ideal untuk pemisah baterai lithium-ion.
Untuk lebih meningkatkan sifat mekanik dan elektrokimia dari membran elektrospun, metode lain yang efektif adalah dengan melakukan post-treatment pada membran elektrospun (termasuk memodifikasi struktur kimia atau morfologi permukaannya) untuk mendapatkan pemisah yang dimodifikasi dengan sifat komprehensif yang sangat baik.
Para peneliti memodifikasi dan menumbuhkan lapisan tipis lapisan fungsional polydopamine (PDA) pada permukaan serat nano PVDF-HFP dengan metode pemintalan elektro dan pelapisan celup, membentuk struktur inti-cangkang yang unik (seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas), yang berfungsi sebagai pemisah yang dimodifikasi dengan tingkat keamanan yang tinggi.
Stabilitas siklus dan kinerja laju, dan seluruh proses reaksi dilakukan dalam larutan berair yang ramah lingkungan, yang dapat memenuhi persyaratan penggunaan yang aman untuk baterai lithium-ion besar.
Ringkasan
Sebagai teknologi baru yang secara bertahap diteliti dan diterapkan di seluruh dunia pada akhir abad ke-20, penerapan teknologi electrospinning di bidang baterai lithium-ion secara bertahap dimulai.
Dibandingkan dengan beberapa teknologi seperti penggilingan bola berenergi tinggi dan deposisi uap, teknologi pemintalan listrik memiliki keunggulan prinsip sederhana, pengoperasian yang mudah, dan biaya persiapan yang rendah, dan secara bertahap menjadi salah satu metode yang umum digunakan untuk bahan baterai konstruksi.
Namun demikian, dalam aplikasi komersial, teknologi ini masih memiliki banyak tantangan, seperti masalah produksi massal, bagaimana mencapai kontrol yang tepat dari struktur nano, dll., yang semuanya membutuhkan optimasi dan peningkatan lebih lanjut.