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2.用于稳定循环的隔膜
对于Li-S电池、室温Na-S电池、Li-有机电池、有机氧化还原液流电池和Li-空气电池这些下一代电池来说,达到稳定的循环是极具挑战的,这是因为在这些电池系统中,会有一些物质穿过隔膜造成不必要的扩散从而引起活性物质的损失或不稳定的固态电解液表面。因此,离子选择性的隔膜对于克服这些问题并在这些电池系统中达到稳定的循环就显得十分必要了。
图2具有离子选择性隔膜的稳定电池示意图
2.1全氟磺酸基材料
全氟磺酸是由杜邦公司发展和商业生产的,是一种重要的离子选择性聚合物材料。通常全氟磺酸是质子化形式的,但是质子会与其他阳离子(例如Li离子、Na离子)发生离子交换。基于水合全氟磺酸的形态模型,全氟磺酸会在遇到其他非水溶剂(有机溶剂和离子液体)时发生膨胀。实际应用中可以使用全氟磺酸的H+形式,或者发生锂离子化/钠离子化以与锂/钠的盐溶液结合。这可以应用在诸如Li-S电池、室温Na-S电池、Li-有机电池和有机氧化还原液流电池系统中。
图3全氟磺酸的结构及形貌模型
图4全氟磺酸作为离子选择性隔膜在不同电池系统中的应用
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