A review of Functional Separators for Lithium Metal Battery Applications



Download 8,08 Mb.
Pdf ko'rish
bet6/43
Sana27.01.2023
Hajmi8,08 Mb.
#903932
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   43
Bog'liq
materials-13-04625-v2

Figure 3. 
(
a
) SEM and water contact angle images of various membranes. (
b
) Rate capabilities of the 
different separators (1 C for charge and various C-rates for discharge). The anode and cathode are 
graphite and LiMn
2
O
4
, respectively. (
c
) Digital images of the different separators after exposure to 140 
°C for 1 h. (
d
) Open circuit voltage measurements of the cells with various separators at 140 °C. 
Reprinted with permission from [51]. Copyright (2012) American Chemical Society. 
2.8. Mechanical Properties 
The separator must have sufficient mechanical properties to withstand physical stress caused by 
external compression and electrode expansion. Generally, the mechanical properties of conventional 
separators differ when the separator is placed in an electrolyte. Therefore, mechanical stabilities in 
the electrolyte system must be considered to design high-stability separators. Mechanical properties 
are characterized by measuring tensile and puncture strengths; the higher the tensile strength of the 
separator, the better the rigidity. Also, a high puncture strength increases the resistance to dendrites, 
leading to prevent dendrite penetration. A separator should have a high mechanical strength to 
prevent dendritic growth in LMBs from penetrating it. 
Figure 3.
(
a
) SEM and water contact angle images of various membranes. (
b
) Rate capabilities of the
di
ff
erent separators (1 C for charge and various C-rates for discharge). The anode and cathode are
graphite and LiMn
2
O
4
, respectively. (
c
) Digital images of the di
ff
erent separators after exposure to
140

C for 1 h. (
d
) Open circuit voltage measurements of the cells with various separators at 140

C.
Reprinted with permission from [
51
]. Copyright (2012) American Chemical Society.
2.8. Mechanical Properties
The separator must have su
ffi
cient mechanical properties to withstand physical stress caused by
external compression and electrode expansion. Generally, the mechanical properties of conventional
separators di
ff
er when the separator is placed in an electrolyte. Therefore, mechanical stabilities in
the electrolyte system must be considered to design high-stability separators. Mechanical properties
are characterized by measuring tensile and puncture strengths; the higher the tensile strength of the
separator, the better the rigidity. Also, a high puncture strength increases the resistance to dendrites,
leading to prevent dendrite penetration. A separator should have a high mechanical strength to
prevent dendritic growth in LMBs from penetrating it.
2.9. Preventing Shuttle E
ff
ects
In LSBs, cathode is known to have two plateaus during the discharge process. In the first plateau
(~2.4 V vs. Li
+
/
Li), sulfur is reduced from S
8
to S
4
2

, at which various Li polysulfides (LiPS, Li
2
S
x
)
dissolve in the electrolyte. In the second plateau (~1.95 V vs. Li
+
/
Li), Li
2
S
4
converts into insoluble Li
2
S
2
and Li
2
S [
52
]. As-formed LiPS di
ff
uses to anode side owing to electrostatic attraction between Li-metal
and charged LiPS, and this phenomenon is designated as shuttle e
ff
ects [
53
,
54
]. Shuttle e
ff
ects lead to
several degradations such as loss of active materials, low Coulombic e
ffi
ciency (CE), and passivation
of the Li anode [
55
]. Accordingly, separators have to prevent LiPS from migration. The chemical
interaction between LiPS and separator can obstruct the di
ff
usion of LiPS to anode side. In addition,
the separator can enable the reuse of LiPS as active materials [
56
].


Materials

Download 8,08 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   43




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish