DOI:10.1016/j.ensm.2019.07.024
電池隔膜是電池的重要組成部分，會嚴重影響其性能。電池隔膜性能的控制對于獲得具有高循環性能的鋰離子電池尤為重要。隔膜置于兩個電極之間，應顯示出高離子電導率、出色的機械穩定性和熱穩定性，可分為六種主要類型：微孔膜、非織造膜、電紡膜、外表面改性膜、復合膜和聚合物共混物。
考慮到電池隔膜在鋰離子電池性能方面的重要性，本工作介紹了電池隔膜的最新研究進展，并分析了不同類型隔膜的主要性能。盡管研究人員在這方面已做出了巨大的努力，但仍然有必要基于電池組件新材料的開發來改善其特性。本文還綜述了基于聚合物和陶瓷材料的固體電解質從傳統電池向固態電池過渡的最新進展，以期為下一代高性能、安全和可持續的電池提供參考。最后，本文介紹了鋰離子電池隔膜的主要研究方向和未來發展趨勢。
圖1.鋰離子電池的主要組成部分以及充電和放電模式的示意圖。
圖2.鋰離子電池中使用的不同隔膜類型。
圖3.a）具有雙不對稱結構的PVDF隔膜的表面和橫截面的SEM圖像。b）PVDF膜的容量保持率和β相含量之間的相關性。
圖4.a）PAEK隔膜、b）PMIA隔膜的SEM圖像。
圖5.單一聚合物膜的離子電導率值與放電容量的關系。
圖6.PE/PI隔膜的關閉行為示意圖。
圖7.a）具有幾種非溶劑的PVDF-HFP的相圖，以及b）不同膜的離子電導率值。
圖8.a）PAN膜制備的示意圖，b）放電容量隨循環次數的變化。
圖9.a）PI/PVDF/PI膜的圖示和橫截面SEM圖像。b）PVDF-HFP/PET/PVDF-HFP膜的示意圖。
圖10.Janus隔膜的示意圖和形態。
圖11.具有二氧化硅涂層的隔膜的示意圖。
圖12.a）聚丙烯酸（PAA）和ZrO2改性PE隔膜的示意圖，b）放電容量隨循環次數的變化。
圖13.a）交聯纖維復合隔膜的離子電導率和b）放電容量。
圖14.a）含氧化鋯的PVDF-HFP的機械性能。b）含PVDF-TrFE的不同填料的排量與循環次數的關系。c）摻雜氧化石墨烯的PVDF-HFP的容量與C速率的關系。d）PVDF-HFP/膠體Al2O3的熱FLIR圖像。
圖15.a）PPO隔膜的SEM圖像。b）羥基磷灰石納米線隔膜的循環性能。
圖16.聚合物復合膜的離子電導率值與放電容量的關系。
圖17.a）PEG/LC和b）HDPE/MC聚合物共混物的離子運動示意圖。
圖18.聚合物共混物的離子電導率值與放電容量的關系。
圖19.不同固體陶瓷電解質的離子電導率隨溫度變化的比較。
