Interconnected Porous Poly(ether imide) Separator for Thermally Stable Sodium Ion Battery

分离器(采油) 材料科学 电解质 多孔性 钠离子电池 离子电导率 热稳定性 电化学 化学工程 复合材料 化学 法拉第效率 电极 工程类 冶金 物理 物理化学 热力学 生物化学
作者
Xuhong Niu,Jing Li,Jianfeng Song,Yueming Li,Tao He
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:4 (10): 11080-11089 被引量:17
标识
DOI:10.1021/acsaem.1c01949
摘要

Due to the abundance and low costs of sodium resources, sodium ion batteries have attracted increasing attention for large-scale energy applications. The separator is one of the key materials that determines the performance of sodium ion batteries. Here a separator for sodium ion batteries is prepared using a thermally stable poly(ether imide) (PEI) and polyvinylpyrrolidone (PVP) blend via immersion phase separation. The PEI/PVP separators show an interconnected porous structure due to the secondary stage demixing of PVP and PEI polymers. The PEI/PVP separator demonstrated better wettability, higher ionic conductivity (1.14 mS cm–1), and higher thermal stability (up to 180 °C) compared to commercial polypropylene, and better flexibility and mechanical strength (39%, 6.7 MPa) compared to a glass fiber (GF) separator. The disordered mesoporous carbon/Na cell with a 16/12 PEI/PVP separator shows a high discharge capacity of 119.4 mAh g–1 at 0.5 C. Moreover, the cycling stability and rate performance of the sodium ion batteries is greatly enhanced using the prepared PEI/PVP as a separator. The enhanced electrochemical performance of the sodium ion batteries is attributed to the interconnected porous structure and high electrolyte uptake. These results suggest that the PEI/PVP separator is promising for safe and high performance sodium ion batteries.
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