鄂尔多斯科技成果转化
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纳米纤维基凝胶电解质

纳米纤维基凝胶电解质

电导率高 界面电阻小 安全性高
创新优势

1)具有足够的化学和电化学稳定性,有一定的耐湿性和耐腐蚀性; 纳米纤维凝胶电解质膨胀收缩现象不明显,小于 5%,电化学稳定窗口在 0-5V,满足锂离子电池使用要求,甚至为高压正极材料提供保证。
2)对电解液润湿性好,有足够的吸液保湿能力; 纳米纤维高的孔隙率,且大部分孔都是连通孔,保证了凝胶电解质与电极之间良好的浸润性,增加了离子导电性,提高电池的容量,改善电池的充放电效率 和循环性能。
3)高低温性能优异,电导率高;
电池的使用温度范围通常在-20-60 oC,商用 PP 膜在 100 oC 保持 10 min 收缩 率达 10%,但纳米纤维隔膜在 140 oC 下横向和纵向收缩率3.035 N,避免了凝胶电解质被锂枝晶刺穿,发 生短路,提高安全性。
5)成本低,适用于大规模工业化生产;
我们从设备到工艺已实现自主研制和开发,静电纺纳米纤维膜已实现大规模生产。
1、具有自主知识产权,研究成果已授权发明专利...项,申请...项;
2、技术先进性: 1)连续、稳定、批量化生产高品质纳米纤维膜; 2)原位复合凝胶电解质解决电极与电解质界面接触问题;

商业前景

锂金属电池具有能量密度高,环境友好,能量转化效率高等特点,广泛应用 于便携式电子设备、电动汽车等领域,但液态电解质存在液体泄漏,锂枝晶生长 引发短路、燃烧,高温胀气等问题,已成为制约锂金属电池发展的瓶颈问题,而凝胶电解质可以解决漏液问题及提高电池安全性。可以为便携式电子设备、柔性 电源提供电解质材料,提高循环稳定性和安全稳定性。2013 年全球锂电池隔膜市场需求量约为 63 亿平方米,产值约为 189 亿美元。 锂电池隔膜全球市场需求历年增长率都保持在 20%以上,未来随着电动汽车市场的启动,将大幅提升锂电池隔膜的需求空间。2016 年锂电池隔膜市场需求量将 达到 161 亿平方米,产值约 354 亿美元。目前国内 70%的锂电池隔膜依靠进口, 进口替代空间大。国内产品多用于中低端锂离子电池,高端隔膜和动力电池隔膜 几乎全部依靠进口。特别是新能源汽车发展的需求,对高端锂电池隔膜需求强劲。 可见开发高性能锂电池电解质市场前景巨大。

项目背景

凝胶电解质具有电导率高,界面电阻小,安全性高,稳定性好等优势,有望 替代传统锂金属电池液体电解液,解决锂金属电池的电解液泄露、高温胀气、锂 枝晶等安全问题。
纳米纤维具有纤维直径小、比表面积大、孔隙率高、柔软、耐高低温及有机 溶剂腐蚀等特点,保证纳米纤维锂离子电池凝胶电解质具有很强的吸液和保液能 力。纳米纤维作为凝胶电解质支撑层不仅保证具有足够的吸收聚合物液体的能力, 而且保证电解质的柔性,为可穿戴电子设备提供柔性电源。

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