研究人员开发出新型聚合物膜 可提高EV电池性能

盖世汽车讯 就电池和燃料电池能量技术而言，允许某些分子快速通过并阻止其他分子通过的膜对于提炼和水净化非常重要。例如，将电池两端分开的膜可防止短路，同时也可以传输带电粒子或离子，保持电流流动。

对穿透物具有特别标准的选择性膜（selective membranes）会对电池中的工作离子的渗透率很低，从而降低电池功率和能效。为避免在选择性和渗透性之间取舍，研究人员正在开发能够增加膜内离子的溶解度和迁移率的方法，从而使更多离子更快速地通过膜，进而提高电池性能并改善其他能源技术。

最近，研究人员设计出一种聚合物膜，并在其孔隙中内置锂盐中带正电离子的分子笼。这些分子笼被称为“溶剂笼”，由分子组成，可作为每个锂离子周围的溶剂，就像食盐溶解于液态水时，水分子围绕着每个带正电的钠离子一样。由美国能源部（DOE）劳伦斯伯克利国家实验室（Berkeley Lab）的研究人员领导的研究小组发现，与标准膜相比，溶剂笼可使锂离子通过膜的流量增加一个数量级。此外，它还可以使高压电池电芯具备更高的功率和效率，这对于电动车辆和飞机非常重要。

（图片来源：Berkeley Lab）

项目负责人、Berkeley Lab分子工厂（Molecular Foundry）科学家Brett Helms表示：“虽然一直可以在较短尺度上配置膜的孔，但直到现在才可以设计出能从复杂混合物中结合特定离子和分子的位点，从而使这些离子和分子以高速率选择性地扩散到膜中。”