科创中国

新材料技术

该技术通过分散介质置换工艺制备超轻超薄的纤维素纳米纤丝锂离子电池隔膜，隔膜厚度（12μm）与面密度（7.1g/m2 ）约为商业隔膜 Celgard2325 隔膜的一半，远小于大多数研究报道的新型锂离子电池隔膜。该技术生产过程绿色无污染，不使用有毒有害物质，制备出的隔膜理化性能、电化学性能优良、热稳定性良好，在 160℃环境下放置 2h 后面积基本保持不变和平整。隔膜的电解液润湿面积约为Celgard2325隔膜的4倍，电解液吸收率高达281%，界面阻抗约 110Ω，电化学稳定窗口达 4.8V，组装的电池的首次放电容量为（162mAh/g），循环充放电 100 次后保持放电容量（125mAh/g），3C 快速充放电条件下放电容高达 94mAh/g，各项性能均好于 Celgard2325 隔膜。

“双碳”战略将推动我国新能源汽车、储能、环保等领域进一步发展。一方面，被广泛应用于便携电子设备、新能源汽车、储能设备等领域的锂离子电池需求旺盛,带动隔膜的需求旺盛。我国锂离子电池隔膜出货量逐年增加，2020年国内隔膜出货量约36亿m2 ，同比增幅 30%以上，预计 2021 年隔膜需求量将出现 40%以上的增幅。另一方面，当前商业化使用的锂离子电池隔膜主要是来源于石油基原料的聚烯烃类隔膜，其不可再生、不可降解的特性不符合环境友好与可持续发展的大趋势。纤维素类隔膜具有原料储量丰富、可再生、可降解电解液润湿性出色和热尺寸稳定性高等优点，是下一代高性能锂离子电池隔膜的最主要候选。因此，用高性能的纤维素类锂离子电池隔膜逐步取代聚烯烃隔膜，切合“双碳”战略，具有广阔的发展前景。 该技术可借助造纸工业成熟的技术与设备进行产业化和降低成本。以纯纤维素初步估算，纤维素隔膜约 9 万元/吨（定量18g/m2,均价 1.6 元/m2），而同原料的纤维素纸产品约 1 万元/吨。

华南理工大学注重精研学术和科技创新，建设了一批开放性、国际化的高端学术平台，汇聚了各学科的学者大师和高水平研究团队。近年来，发表权威学术期刊论文、获授权国家发明专利等主要科研指标保持全国高校领先地位，在科学技术和人文社科领域取得了许多重要成果。