Battery separators based on vinylidene fluoride (VDF) polymers and copolymers for lithium ion battery applications

RSC Advances

Volumn 3, Issue 29, 2013, Pages 11404-11417

  Costa, Carlos M ^a   Silva, Maria M ^a   Lanceros Mendez S ^a,b  

^a UNIVERSITY OF MINHO   (Portugal)

^b INTERNATIONAL IBERIAN NANOTECHNOLOGY LABORATORY   (Portugal)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BATTERY SEPARATORS; LITHIUM-ION BATTERY; POLY(VINYLIDENE FLUORIDE); POLYMER COMPOSITE; POLYMER MEMBRANE; SINGLE POLYMERS; THREE CATEGORIES; VINYLIDENE FLUORIDE;

COPOLYMERS; LITHIUM BATTERIES; SEPARATORS;

MEMBRANES;

EID: 84879864938     PISSN: None     EISSN: 20462069     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3ra40732b     Document Type: Review

References (184)

1. P. R. Consulting Advanced Batteries for Portable Power Applications 2011
2. T. Nagaura K. Tozawa Progress in Batteries and Solar Cells 1990 209
3. V. A. Colin Solid State Ionics 2000 134 159 167
4. R. Yazami P. Touzain J. Power Sources 1983 9 365 371
5. J. Li C. Daniel D. Wood J. Power Sources 2011 196 2452 2460
6. J. O. Besenhard, ed., Handbook of Battery Materials, Wilcy-VCH, 1999
7. P. B. Balbuena, and, Y. Wang, ed., Lithium-Ion Batteries: Solid-Electrolyte Interphase, Imperial College Press, London, 2004
8. R. A. M. Hikmet, in Encyclopedia of Materials: Science and Technology, ed., K. H. J. Buschow, W. C. Robert, C. F. Merton, I. Bernard, J. K. Edward, M. Subhash, and, V. Patrick, Elsevier, Oxford, 2001, pp. 6534-6545
9. M. S. Gregori Eur. Polym. J. 2006 42 21 42
10. K. Xu Chem. Rev. 2004 104 4303 4418
11. G. J. Janz and R. P. T. Tomkins, Nonaqueous Electrolytes Handbook, Academic Press, 1972
12. P. Arora Z. Zhang Chem. Rev. 2004 104 4419 4462
13. X. Huang J. Solid State Electrochem. 2011 15 649 662
14. Y. S. Chung S. H. Yoo C. K. Kim Ind. Eng. Chem. Res. 2009 48 4346 4351
15. K. Gao X. Hu T. Yi C. Dai Electrochim. Acta 2006 52 443 449
16. G. Venugopal J. Moore J. Howard S. Pendalwar J. Power Sources 1999 77 34 41
17. B. K. Choi K. H. Shin Y. W. Kim Solid State Ionics 1998 113-115 123 127
18. Y. Kang H. J. Kim E. Kim B. Oh J. H. Cho J. Power Sources 2001 92 255 259
19. B. Laik L. Legrand A. Chausse R. Messina Electrochim. Acta 1998 44 773 780
20. A. I. Gopalan P. Santhosh K. M. Manesh J. H. Nho S. H. Kim C.-G. Hwang K.-P. Lee J. Membr. Sci. 2008 325 683 690
21. B. Huang Z. Wang G. Li H. Huang R. Xue L. Chen F. Wang Solid State Ionics 1996 85 79 84
22. S. S. Sekhon N. Arora S. A. Agnihotry Solid State Ionics 2000 136-137 1201 1204
23. C. M. Costa L. C. Rodrigues V. Sencadas M. M. Silva G. Rocha S. Lanceros-Méndez Journal of Membrane Science 2012 407-408 8
24. A. I. Gopalan K.-P. Lee K. M. Manesh P. Santhosh J. Membr. Sci. 2008 318 422 428
25. J. R. Kim S. W. Choi S. M. Jo W. S. Lee B. C. Kim Electrochim. Acta 2004 50 69 75
26. A. Manuel Stephan Y. Saito Solid State Ionics 2002 148 475 481
27. H. Kataoka Y. Saito T. Sakai E. Quartarone P. Mustarelli J. Phys. Chem. B 2000 104 11460 11464
28. S. Jung D. W. Kim S. D. Lee M. Cheong D. Q. Nguyen B. W. Cho H. S. Kim Bull. Korean Chem. Soc 2009 30
29. H. S. Nalwa J. Macromol. Sci., Part C 1991 31 341 432
30. D. C. Bassett, Developments in Crystalline Polymers, Applied Science Publishers, 1982
31. J. R. Gregorio M. Cestari J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 1994 32 859 870
32. M. P. Silva C. M. Costa V. Sencadas A. J. Paleo S. Lanceros-Méndez J. Polym. Res. 2011 18 1451 1457
33. R. Magalhães N. Durães M. Silva J. Silva V. Sencadas G. Botelho J. L. Gómez Ribelles S. Lanceros-Méndez Soft Mater. 2010 9 1 14
34. V. Sencadas R. Gregorio S. Lanceros-Méndez J. Macromol. Sci., Part B: Phys. 2009 48 514 525
35. V. Sencadas C. M. Costa V. Moreira J. Monteiro S. K. Mendiratta J. F. Mano S. Lanceros-Méndez e-Polymers 2005 2 12
36. H. S. Nalwa, Ferroelectric Polymers: Chemistry, Physics, and Applications, Marcel Dekker, 1995
37. A. J. Lovinger T. Furukawa G. T. Davis M. G. Broadhurst Polymer 1983 24 1233 1239
38. T. Furukawa G. E. Johnson H. E. Bair Y. Tajitsu A. Chiba E. Fukada Ferroelectrics 1981 32 61 67
39. W. Li Y. Zhu D. Hua P. Wang X. Chen J. Shen Appl. Surf. Sci. 2008 254 7321 7325
40. S. Abbrent J. Plestil D. Hlavata J. Lindgren J. Tegenfeldt Å. Wendsjö Polymer 2001 42 1407 1416
41. Z. Jiang B. Carroll K. M. Abraham Electrochim. Acta 1997 42 2667 2677
42. B. Ameduri Chem. Rev. 2009 109 6632 6686
43. Z. Wang Z. Zhang T. C. M. Chung Macromolecules 2006 39 4268 4271
44. N. K. Kalfoglou H. L. Williams J. Appl. Polym. Sci. 1973 17 3367 3373
45. B. Chu X. Zhou K. Ren B. Neese M. Lin Q. Wang F. Bauer Q. M. Zhang Science 2006 313 334 336
46. Z. Li Y. Wang Z.-Y. Cheng Appl. Phys. Lett. 2006 88 062904
47. T. Sarada L. C. Sawyer M. I. Ostler J. Membr. Sci. 1983 15 97 113
48. M. B. Yoshio, J. Ralph and A. Kozawa, Lithium-Ion Batteries: Science and Technologies, Springer, 2009
49. L.-y. Tian X.-b. Huang X.-z. Tang J. Appl. Polym. Sci. 2004 92 3839 3842
50. G.-L. Ji B.-K. Zhu Z.-Y. Cui C.-F. Zhang Y.-Y. Xu Polymer 2007 48 6415 6425
51. Y. Su C. Chen Y. Li J. Li Journal of Macromolecular Science, Part A 2007 44 99 104
52. L.-P. Cheng D.-J. Lin C.-H. Shih A.-H. Dwan C. C. Gryte J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 1999 37 2079 2092
53. D. Karabelli J. C. Leprêtre F. Alloin J. Y. Sanchez Electrochim. Acta 2011 57 98 103
54. K. M. Kim J.-C. Kim K. S. Ryu Macromol. Chem. Phys. 2007 208 887 895
55. Z. Li F. Shan J. Wei J. Yang X. Li X. Wang J. Solid State Electrochem. 2008 12 1629 1635
56. D. Djian F. Alloin S. Martinet H. Lignier J. Power Sources 2009 187 575 580
57. S. S. Kim D. R. Lloyd J. Membr. Sci. 1991 64 13 29
58. P. Raghavan J. Manuel X. Zhao D.-S. Kim J.-H. Ahn C. Nah J. Power Sources 2011 196 6742 6749
59. M. M. E. Jacob S. R. S. Prabaharan S. Radhakrishna Solid State Ionics 1997 104 267 276
60. A. Chandra R. C. Agrawal Y. K. Mahipal J. Phys. D: Appl. Phys. 2009 42 135107
61. M. Rao X. Geng Y. Liao S. Hu W. Li J. Membr. Sci. 2012 399-400 37 42
62. A. Kumar M. Deka J. Solid State Electrochem. 2012 16 35 44
63. F. Boudin X. Andrieu C. Jehoulet I. I. Olsen J. Power Sources 1999 81-82 804 807
64. S.-S. Choi Y. S. Lee C. W. Joo S. G. Lee J. K. Park K.-S. Han Electrochim. Acta 2004 50 339 343
65. G. Cheruvally J.-K. Kim J.-W. Choi J.-H. Ahn Y.-J. Shin J. Manuel P. Raghavan K.-W. Kim H.-J. Ahn D. S. Choi C. E. Song J. Power Sources 2007 172 863 869
66. Z. H. Li C. Cheng X. Y. Zhan Y. P. Wu X. D. Zhou Electrochim. Acta 2009 54 4403 4407
67. H. P. Zhang P. Zhang G. C. Li Y. P. Wu D. L. Sun J. Power Sources 2009 189 594 598
68. J. M. Tarascon A. S. Gozdz C. Schmutz F. Shokoohi P. C. Warren Solid State Ionics 1996 86-88, Part 1 49 54
69. N. Muniyandi N. Kalaiselvi P. Periyasamy R. Thirunakaran B. Ramesh babu S. Gopukumar T. Premkumar N. G. Renganathan M. Raghavan J. Power Sources 2001 96 14 19
70. C. A. Vincent Prog. Solid State Chem. 1987 17 145 261
71. C. R. Jarvis W. J. Macklin A. J. Macklin N. J. Mattingley E. Kronfli J. Power Sources 2001 97-98 664 666
72. Y. Saito H. Kataoka E. Quartarone P. Mustarelli J. Phys. Chem. B 2002 106 7200 7204
73. Y. Wang J. Travas-Sejdic R. Steiner Solid State Ionics 2002 148 443 449
74. A. Magistris E. Quartarone P. Mustarelli Y. Saito H. Kataoka Solid State Ionics 2002 152-153 347 354
75. E. Quartarone P. Mustarelli A. Magistris J. Phys. Chem. B 2002 106 10828 10833
76. Q. Shi M. Yu X. Zhou Y. Yan C. Wan J. Power Sources 2002 103 286 292
77. F. Croce A. D'Epifanio J. Hassoun P. Reale B. Scrosati J. Power Sources 2003 119-121 399 402
78. J. Saunier F. Alloin J. Y. Sanchez G. Caillon J. Power Sources 2003 119-121 454 459
79. J. M. Song H. R. Kang S. W. Kim W. M. Lee H. T. Kim Electrochim. Acta 2003 48 1339 1346
80. S. S. Zhang K. Xu D. L. Foster M. H. Ervin T. R. Jow J. Power Sources 2004 125 114 118
81. J. Saunier F. Alloin J. Y. Sanchez L. Maniguet J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2004 42 2308 2317
82. Y. J. Shen M. J. Reddy P. P. Chu Solid State Ionics 2004 175 747 750
83. J. Saunier W. Gorecki F. Alloin J. Y. Sanchez J. Phys. Chem. B 2005 109 2487 2492
84. W. Pu X. He L. Wang C. Jiang C. Wan J. Membr. Sci. 2006 272 11 14
85. I. M. Ward H. V. S. A. Hubbard S. C. Wellings G. P. Thompson J. Kaschmitter H. Wang J. Power Sources 2006 162 818 822
86. T. Yamamoto T. Hara K. Segawa K. Honda H. Akashi J. Power Sources 2007 174 1036 1040
87. C. Subba Reddy M. Chen W. Jin Q. Zhu W. Chen S.-i. Mho J. Appl. Electrochem. 2007 37 637 642
88. S. W. Choi J. R. Kim Y. R. Ahn S. M. Jo E. J. Cairns Chem. Mater. 2006 19 104 115
89. X. Li G. Cheruvally J.-K. Kim J.-W. Choi J.-H. Ahn K.-W. Kim H.-J. Ahn J. Power Sources 2007 167 491 498
90. J.-W. Choi J.-K. Kim G. Cheruvally J.-H. Ahn H.-J. Ahn K.-W. Kim Electrochim. Acta 2007 52 2075 2082
91. G. C. Li P. Zhang H. P. Zhang L. C. Yang Y. P. Wu Electrochem. Commun. 2008 10 1883 1885
92. R. Miao B. Liu Z. Zhu Y. Liu J. Li X. Wang Q. Li J. Power Sources 2008 184 420 426
93. G. P. Pandey S. A. Hashmi J. Power Sources 2009 187 627 634
94. F. Croce M. L. Focarete J. Hassoun I. Meschini B. Scrosati Energy Environ. Sci. 2011 4 921 927
95. J. Zhou J. Cai S. Cai X. Zhou A. N. Mansour J. Power Sources 2011 196 10479 10483
96. S. Ramesh S.-C. Lu J. Mol. Struct. 2011 994 403 409
97. M. Li L. Yang S. Fang S. Dong Y. Jin S.-i. Hirano K. Tachibana J. Power Sources 2011 196 6502 6506
98. H. J. Alcock O. C. White G. Jegelevicius M. R. Roberts J. R. Owen J. Power Sources 2011 196 3355 3359
99. K. Hwang B. Kwon H. Byun J. Membr. Sci. 2011 378 111 116
100. C. M. Costa A. California V. F. Cardoso V. Sencadas L. C. Rodrigues M. M. Silva S. Lanceros-Méndez Ferroelectrics 2012 430 103 107
101. C. M. Costa L. C. Rodrigues V. Sencadas M. M. Silva S. Lanceros-Méndez Solid State Ionics 2012 217 19 26
102. C. M. Costa V. Sencadas G. J. Rocha M. M. Silva S. Lanceros-Méndez J. Solid State Electrochem. 2013 17 861 870
103. A. Chagnes B. Carré P. Willmann D. Lemordant J. Power Sources 2002 109 203 213
104. K. Hayamizu Y. Aihara Electrochim. Acta 2004 49 3397 3402
105. J. E. Weston B. C. H. Steele Solid State Ionics 1982 7 75 79
106. A. Du Pasquier P. C. Warren D. Culver A. S. Gozdz G. G. Amatucci J. M. Tarascon Solid State Ionics 2000 135 249 257
107. P. P. Prosini P. Villano M. Carewska Electrochim. Acta 2002 48 227 233
108. M. Wang F. Zhao Z. Guo S. Dong Electrochim. Acta 2004 49 3595 3602
109. M. Deka A. Kumar J. Power Sources 2011 196 1358 1364
110. D. Takemura S. Aihara K. Hamano M. Kise T. Nishimura H. Urushibata H. Yoshiyasu J. Power Sources 2005 146 779 783
111. Y.-X. Jiang Z.-F. Chen Q.-C. Zhuang J.-M. Xu Q.-F. Dong L. Huang S.-G. Sun J. Power Sources 2006 160 1320 1328
112. M. Wachtler D. Ostrovskii P. Jacobsson B. Scrosati Electrochim. Acta 2004 50 357 361
113. F. Ciuffa F. Croce A. D'Epifanio S. Panero B. Scrosati J. Power Sources 2004 127 53 57
114. X. He Q. Shi X. Zhou C. Wan C. Jiang Electrochim. Acta 2005 51 1069 1075
115. M. Ollinger H. Kim T. Sutto A. Piqué Appl. Surf. Sci. 2006 252 8212 8216
116. A. M. Stephan K. S. Nahm M. Anbu Kulandainathan G. Ravi J. Wilson Eur. Polym. J. 2006 42 1728 1734
117. C.-G. Wu M.-I. Lu C.-C. Tsai H.-J. Chuang J. Power Sources 2006 159 295 300
118. M. Wang S. Dong J. Power Sources 2007 170 425 432
119. N. T. K. Sundaram A. Subramania J. Membr. Sci. 2007 289 1 6
120. A. Subramania N. T. Kalyana Sundaram A. R. Sathiya Priya G. Vijaya Kumar J. Membr. Sci. 2007 294 8 15
121. Z. H. Li H. P. Zhang P. Zhang G. C. Li Y. P. Wu X. D. Zhou J. Membr. Sci. 2008 322 416 422
122. X.-L. Wang Q. Cai L.-Z. Fan T. Hua Y.-H. Lin C.-W. Nan Electrochim. Acta 2008 53 8001 8007
123. D. Saikia Y. W. Chen-Yang Y. T. Chen Y. K. Li S. I. Lin Desalination 2008 234 24 32
124. Z. H. Li H. P. Zhang P. Zhang Y. P. Wu X. D. Zhou J. Power Sources 2008 184 562 565
125. G. P. Pandey R. C. Agrawal S. A. Hashmi J. Power Sources 2009 190 563 572
126. B. Lalia K. Yamada M. Hundal J.-S. Park G.-G. Park W.-Y. Lee C.-S. Kim S. Sekhon Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2009 96 661 670
127. C. Yang Z. Jia Z. Guan L. Wang J. Power Sources 2009 189 716 720
128. P. Vickraman V. Senthilkumar Ionics 2010 16 763 768
129. H.-S. Jeong D.-W. Kim Y. U. Jeong S.-Y. Lee J. Power Sources 2010 195 6116 6121
130. P. Zhang L. C. Yang L. Li Q. T. Qu Y. P. Wu M. Shimizu J. Membr. Sci. 2010 362 113 118
131. D. Zhang R. Li T. Huang A. Yu J. Power Sources 2010 195 1202 1206
132. Y. Zhang G. Zhang T. Du L. Zhang Electrochim. Acta 2010 55 5793 5797
133. H.-S. Jeong S.-Y. Lee J. Power Sources 2011 196 6716 6722
134. M. Valvo E. García-Tamayo U. Lafont E. M. Kelder J. Power Sources 2011 196 10191 10200
135. H.-Y. Hwang D.-J. Kim H.-J. Kim Y.-T. Hong S.-Y. Nam Trans. Nonferrous Met. Soc. China 2011 21, Supplement 1 s141 s147
136. M. Mancini F. Nobili R. Tossici M. Wohlfahrt-Mehrens R. Marassi J. Power Sources 2011 196 9665 9671
137. D. Kumar M. Suleman S. A. Hashmi Solid State Ionics 2011 202 45 53
138. X. Huang, Journal of Solid State Electrochemistry, 1-7
139. H.-S. Jeong E.-S. Choi S.-Y. Lee J. H. Kim J. Membr. Sci. 2012 415-416 513 519
140. B. Lalia, Y. Samad and R. Hashaikeh, Journal of Solid State Electrochemistry, 1-7
141. J. Nunes-Pereira A. C. Lopes C. M. Costa R. Leones M. M. Silva S. Lanceros-Méndez Electroanalysis 2012 24 2147 2156
142. J. Nunes-Pereira A. C. Lopes C. M. Costa L. C. Rodrigues M. M. Silva S. Lanceros-Méndez J. Electroanal. Chem. 2013 689 223 232
143. V. Gentili S. Panero P. Reale B. Scrosati J. Power Sources 2007 170 185 190
144. F. Croce R. Curini A. Martinelli L. Persi F. Ronci B. Scrosati R. Caminiti J. Phys. Chem. B 1999 103 10632 10638
145. G. B. Appetecchi S. Passerini Electrochim. Acta 2000 45 2139 2145
146. D.-W. Kim Y.-K. Sun J. Power Sources 2001 102 41 45
147. X. Liu H. Kusawake S. Kuwajima J. Power Sources 2001 97-98 661 663
148. S. Rajendran O. Mahendran R. Kannan Fuel 2002 81 1077 1081
149. Z.-l. Wang Z.-y. Tang Electrochim. Acta 2004 49 1063 1068
150. M. S. Michael S. R. S. Prabaharan J. Power Sources 2004 136 408 415
151. Y. M. Lee N.-S. Choi J. A. Lee W.-H. Seol K.-Y. Cho H.-Y. Jung J.-W. Kim J.-K. Park J. Power Sources 2005 146 431 435
152. Z. Wang Z. Tang Mater. Chem. Phys. 2003 82 16 20
153. J.-U. Kim H.-B. Gu J. Power Sources 2003 119-121 766 769
154. A. Munch Elmer B. Wesslen P. Sommer-Larsen K. West H. Hassander P. Jannasch J. Mater. Chem. 2003 13 2168 2176
155. M.-K. Song Y.-T. Kim J.-Y. Cho B. W. Cho B. N. Popov H.-W. Rhee J. Power Sources 2004 125 10 16
156. C. L. Cheng C. C. Wan Y. Y. Wang J. Power Sources 2004 134 202 210
157. K.-S. Kum M.-K. Song Y.-T. Kim H.-S. Kim B.-W. Cho H.-W. Rhee Electrochim. Acta 2004 50 285 288
158. Y. M. Lee J.-W. Kim N.-S. Choi J. A. Lee W.-H. Seol J.-K. Park J. Power Sources 2005 139 235 241
159. L. Sannier R. Bouchet S. Grugeon E. Naudin E. Vidal J. M. Tarascon J. Power Sources 2005 144 231 237
160. L. Sannier R. Bouchet M. Rosso J. M. Tarascon J. Power Sources 2006 158 564 570
161. J. Xi X. Qiu J. Li X. Tang W. Zhu L. Chen J. Power Sources 2006 157 501 506
162. A. Subramania N. T. K. Sundaram G. V. Kumar J. Power Sources 2006 153 177 182
163. J.-H. Cao B.-K. Zhu Y.-Y. Xu J. Membr. Sci. 2006 281 446 453
164. J.-D. Jeon S.-Y. Kwak Macromolecules 2006 39 8027 8034
165. H. P. Zhang P. Zhang Z. H. Li M. Sun Y. P. Wu H. Q. Wu Electrochem. Commun. 2007 9 1700 1703
166. Y. J. Hwang S. K. Jeong K. S. Nahm A. Manuel Stephan Eur. Polym. J. 2007 43 65 71
167. C. Reddy Q.-Y. Zhu L.-Q. Mai W. Chen J. Solid State Electrochem. 2007 11 543 548
168. S. Rajendran P. Sivakumar Phys. B 2008 403 509 516
169. D. Bansal B. Meyer M. Salomon J. Power Sources 2008 178 848 851
170. J.-Y. Sohn J. S. Im S.-J. Gwon J.-H. Choi J. Shin Y.-C. Nho Radiat. Phys. Chem. 2009 78 505 508
171. Y.-J. Wang D. Kim J. Membr. Sci. 2008 312 76 83
172. Q. Xiao Z. Li D. Gao H. Zhang J. Membr. Sci. 2009 326 260 264
173. L.-Z. Fan X.-L. Wang F. Long J. Power Sources 2009 189 775 778
174. S.-M. Eo E. Cha D.-W. Kim J. Power Sources 2009 189 766 770
175. Y. Ding P. Zhang Z. Long Y. Jiang F. Xu W. Di J. Membr. Sci. 2009 329 56 59
176. H.-S. Jeong J. H. Kim S.-Y. Lee J. Mater. Chem. 2010 20 9180 9186
177. M. Ulaganathan S. Rajendran Journal of Applied Polymer Science 2010 118 646 651
178. H. Li Y.-M. Chen X.-T. Ma J.-L. Shi B.-K. Zhu L.-P. Zhu J. Membr. Sci. 2011 379 397 402
179. D. Saikia H.-Y. Wu Y.-C. Pan C.-P. Lin K.-P. Huang K.-N. Chen G. T. K. Fey H.-M. Kao J. Power Sources 2011 196 2826 2834
180. J.-Y. Sohn J.-S. Im J. Shin Y.-C. Nho J. Solid State Electrochem. 2012 16 551 556
181. C. M. Costa J. Nunes-Pereira L. C. Rodrigues M. M. Silva J. L. G. Ribelles S. Lanceros-Méndez Electrochim. Acta 2013 88 473 476
182. J. K. Park, Principles and Applications of Lithium Secondary Batteries, Wiley, 2012
183. M. Park X. Zhang M. Chung G. B. Less A. M. Sastry J. Power Sources 2010 195 7904 7929
184. C. de las Casas W. Li J. Power Sources 2012 208 74 85