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Copolymer-assisted polypropylene separator for Fast and Uniform Lithium Ion Transport in Lithium-ion Batteries

Chinese Journal of Polymer Science 2020年第12期38卷 1313-1324页

作者： Yan Yan Qing-Ran Kong Chuang-Chao Sun Jia-Jia Yuan Zheng Huang Li-Feng Fang Bao-Ku Zhua You-Zhi Song Key Laboratory of Macromolecule Synthesis and Functionalization(Ministry of Education) ERC of Membrane and Water Treatment(Ministry of Education)Department of Polymer Science and EngineeringZhejiang UniversityHangzhou 310027China Institute ofNuclear and New Energy Technology Tsinghua UniversityBeijing W0084China

In lithium-ion batteries(LIBs),separators play a vital role in lithium-ion(Li+)transport,and thus affect rate performance,battery life,and ***,a new kind of multifunctional copolymer poly(acrylonitrile-co-lithium acrylate-co-butyl acrylate)(PAAB-Li)is synthesized through soap-free emulsion polymerization,and is used to form homogeneous-covered separator based on PP matrix by a simple dip-annealing *** to the bare PP separator,the modified separators with PAAB-Li enable higher ionic conductivity,higher lithium ion transference number(increased from 0.360 to 0.525),and lower interface impedance(reduced from 155Ω to 34Ω).It has been indicated that PAAB-Li functional layer significantly promotes the fast transport of Li+and improves the compatibility of the separator/electrolyte-electrode *** LiCo02/graphite cells with the PAAB-Li-assisted separator demonstrate excellent cycle stability and rate *** addition,the Li symmetric cells with the modified separator stably cycle over 800 h,indicating the functional layer effectively suppresses the lithium dendrite *** facile strategy can be easily applied to LIBs requiring high safety and even be scalable to Li metal ***,the possible mechanism of the PAAB-Li functional layer promoting fast and uniform Li+transport is discussed in this paper.

关键词： Polyelectrolytes polypropylene separator Lithium ion transport Dendrite-free Lithium-ion battery

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