基于電紡納米纖維的鋰電隔膜研究.pdf

1、隔膜置于鋰離子電池正負(fù)極之間，即可防止正負(fù)電極直接物理接觸，也為鋰離子提供正負(fù)電極間的傳輸通道。它的結(jié)構(gòu)嚴(yán)重影響電池界面結(jié)構(gòu)和內(nèi)阻等。電紡納米纖維膜以其高孔隙率特質(zhì)在鋰離子電池應(yīng)用中大大提高電池性能，未來將成為隔膜的主要形式之一，但其力學(xué)強(qiáng)度和安全性方面依舊存在不足，論文主要圍繞這兩個(gè)方面分別展開研究。
　　論文先以聚偏氟乙烯(PVDF)納米纖維膜為研究對象，研究了PVDF納米纖維膜的主要電紡工藝參數(shù)對納米纖維直徑及形貌的影響，包

2、括溶劑比、溶液濃度、偏置電壓、工作距離和供給速率。研究結(jié)果表明，溶劑DMF和工作距離的增加使得納米纖維直徑變小，而濃度、電壓以及供液速率的增加則導(dǎo)致纖維直徑變粗。PVDF納米纖維膜具有高孔隙率、吸液率以及離子電導(dǎo)率等特性使得其放電比容量衰減小。經(jīng)100循環(huán)后，PVDF隔膜電池的放電比容量衰減僅為8.2％。
　　研究提高PVDF納米纖維膜力學(xué)性能的兩種方法。通過熱處理使得PVDF納米纖維間相互粘結(jié)，在不損壞電紡膜基本結(jié)構(gòu)的前提下將P

3、VDF納米纖維膜的最大拉伸強(qiáng)度提高了25倍左右，由0.68MPa強(qiáng)化至17.43MPa。采用PET/PVDF復(fù)合膜也可提升強(qiáng)度，且具有較高力學(xué)性能，最高力學(xué)拉伸強(qiáng)度達(dá)到34.85MPa。
　　論文提出采用PI/PVDF/PI（聚酰亞胺）三明治結(jié)構(gòu)納米纖維膜作為可實(shí)現(xiàn)自閉功能的高安全性隔膜。研究結(jié)果顯示，電紡納米纖維膜180℃下熱縮率小于3％，表現(xiàn)出高熱穩(wěn)定性以及低熱縮率。將其應(yīng)用于鋰離子電池，經(jīng)100循環(huán)后，電池依舊保持初始放電容