锂离子电池隔膜的工艺及性能研究

为了探究熔喷非织造布制备锂离子电池隔膜的可行性,观察其形貌,测试其热收缩性能、拉伸性能、孔隙率、吸液率及电化学性能。结果表明:熔喷工艺隔膜与干法工艺隔膜、湿法工艺隔膜具有相近的孔隙率,都在40%左右,但熔喷工艺隔膜的吸液率为292.53%,远高于干法工艺隔膜的134.47%和湿法工艺隔膜的128.22%;且熔喷工艺隔膜在150℃条件下,几片无收缩。熔喷工艺隔膜的内阻及电化学性能低于干法工艺隔膜,高于湿法工艺隔膜。说明熔喷非织造布制备锂离子电池隔膜,满足锂离子电池隔膜材料的需要,具有一定的可行性。     

P(VDF-HFP)纺丝液浓度对静电纺膜性能的影响

聚偏氟乙烯—六氟丙烯[P(VDF-HFP)]具有良好的电化学稳定性及黏结性能,是静电纺丝法制备凝胶聚合物电解质的一个研究热点。采用不同浓度的P(VDF-HFP)纺丝液制备了电纺膜,并进行了形态结构、力学性能、透气率、孔隙率和吸液率等性能的测试分析。结果表明:当纺丝液质量浓度为150 g/L时,电纺膜纤维粗细均匀,表面形貌良好,断裂强度较高;随着纺丝液浓度的增大,电纺膜的透气率逐渐增大;当纺丝液质量浓度为130 g/L时,电纺膜的孔隙率和吸液率最高;用质量浓度为150 g/L的纺丝液制备的电纺膜组装的锂离子电池具有较高的放电电压,初始充放电效率达到98.75%。     

纳米SiO_2/PVA涂覆纤维素基锂电池隔膜的研究

以纤维素隔膜为基膜,用纳米SiO_2/PVA作为涂覆液来提高锂电池隔膜的综合性能,研究了涂覆层的引入对隔膜机械性能、热稳定性、吸液率、保液率以及孔隙率等的影响。测试结果表明,涂覆层的引入,使复合隔膜的综合性能明显提高,当涂覆溶液中PVA的添加量为6%,纳米SiO_2添加量为1%时,隔膜的整体性能最佳,机械强度达到35.58MPa,热收缩率、吸液率、保液率以及孔隙率分别为1.2%、228%、60.7%和42.1%。     

基于纤维素纤维/氧化锆纤维复合网络和纤维源助剂构建锂离子电池隔膜

将氧化锆纤维与纤维素纤维配抄成纸,利用纤维源助剂（源于针叶木浆）调控纤维网络的孔隙结构和强度,针对造纸法制备锂离子电池隔膜的可行性进行了初步探索。结果表明,与纯木浆纸相比,氧化锆纤维的加入能够提高复合纸的孔隙率与吸液率。当氧化锆纤维用量（相对于纸张定量）为40%时,与处理前相比,该复合纸的抗张指数增加50%左右,孔隙率降低10%左右,对电解液的吸液率无显著变化。由该复合纸所制备电池的电化学稳定窗口值约为4.3 V,隔膜离子电导率高达0.077 S/m,电池在循环50次后容量保持率在80%左右。     

PVDF静电纺锂电隔膜纤维直径预测模型及优化

 隔膜的孔隙率决定着隔膜的亲液性及离子传导性能,从而影响锂离子电池的使用性能。纤维直径对隔膜的孔隙率影响显著,本文以PVDF静电纺锂电隔膜纤维直径为响应值,利用RSM的BBD方法设计实验样本,通过Design expert对实验数据进行处理,得到了拟合度（R2=0.9466）、信噪比（Adeq Precision= 13.095）和预测值与实际值之间波动小的二次多元回归模型,并对其进行了方差分析和显著性检验,结果表明丙酮混比、溶液浓度、丙酮混比与溶液浓度、溶液浓度与电场强度的交互作用对纤维直径的影响显著。利用泡点法测试获得样品的孔隙率,发现纤维直径在100nm左右的隔膜孔隙率较高且分布均匀,并以此为求解结果,获得了一组最佳工艺参数：丙酮添加量为15.36%,溶液浓度为18.38%,电场强度为1.49KV/cm,预测直径为117nm。     

基于超吸水纤维的电池隔膜的性能研究

介绍了电池隔膜性能的分析方法;研究了超吸水纤维(SAF)含量与电池隔膜的吸液、保液及导水性能的关系。结果表明:随着SAF含量的增加,隔膜的吸液和保液能力提高,但导水能力下降;适当控制SAF含量,可以使电池隔膜的性能达到比较理想的效果。     

三层自增强PAN纳米纤维复合锂离子电池隔膜的制备与电化学性能研究

利用静电纺丝技术,通过改变转鼓转速,制备并复合形成三层自增强PAN纳米纤维复合隔膜。研究不同转鼓转速下所得中间层用PAN纳米纤维膜的排列及形貌特点,测试三层自增强PAN纳米纤维复合隔膜的物理力学性能及电化学性能,以评价其综合表现。结果表明:当中间层的转鼓转速为700 r/min时,制备的三层自增强PAN纳米纤维复合隔膜在纵向(即收集方向)的拉伸断裂强度达到最大,为13.10 MPa;室温下的孔隙率和吸液率分别为78.3%和356.3%,20℃下的离子电导率高达0.63 m S/cm,电化学稳定电压达到5.0 V,电化学稳定性优异;由其制备的锂离子电池拥有较高的首次放电比容量值,达138.4 m A·h/g。三层自增强PAN纳米纤维复合隔膜的综合性能能够满足锂离子电池的需要。     

ZIF-67掺杂纸基锂离子电池隔膜的制备及其性能研究

本研究将二甲基咪唑钴（ZIF-67）添加到剑麻浆料中,抽滤后制备ZIF-67掺杂纸基锂离子电池隔膜。结果表明,随着ZIF-67掺杂量由0增加至30%,纸基锂离子电池隔膜的孔隙率由74.5%降至45.5%,亲液性增加,离子电导率由0.29 mS/cm提高至2.58 mS/cm,界面电阻由467 Ω减小至210 Ω,电化学稳定窗口由4.6 V增加至5.2 V。当ZIF-67掺杂量为30%时,组装的锂离子电池在循环50次后容量保持率高达90%。剑麻纤维经羧甲基化改性后,纸基锂离子电池隔膜的孔隙率增加,各项电化学性能也有所提高,但由于其机械强度较差,导致其电池容量快速衰减。     

聚烯烃静电纺锂离子电池隔膜的制备与性能研究

采用静电纺丝技术,以聚乙烯-乙烯醇(EVOH)为原料,掺杂不同质量分数的纳米二氧化硅(SiO_2),制备了EVOH/SiO_2锂离子电池复合纤维膜。实验结果表明,EVOH纺丝液的浓度为18%、纳米SiO_2掺杂量为2%时,纤维的成膜状态及微观形貌最好,此状态下纤维膜具备良好的吸液率和力学性能;DSC和TG分析结果表明,制备的电池隔膜具备良好的热稳定性。     

复合锂离子电池隔膜的制备及其电化学性能

为获得性能较好的锂离子电池隔膜,首先制备了单层静电纺聚偏氟乙烯六氟丙烯（P（VDF-HFP））纳米纤维,然后利用静电喷雾技术将Al2O3和ZrO2颗粒分散液均匀喷洒在其表面,再接收一层静电纺P（VDF-HFP）纳米纤维,制备出具有3层结构的有机/无机复合锂离子电池隔膜。同时制备了单层静电纺P（VDF-HFP）纳米纤维膜作为对比膜。考察了复合膜和对比膜的表面形貌、透气性、吸液率和热稳定性等物理性能,以及室温离子电导率、电化学稳定性和电池的循环充放电性能等电化学性能。结果表明：该复合膜的Gurley值为0.117S/(100mL?cm²),热收缩率为2.25%,吸液率为420%;室温下离子电导率为2.31mS/cm,电化学稳定窗口为5.4V,所制备电池首次放电比容量为138.6mA?h/g;在中间层添加纳米颗粒后,复合膜的透气性下降而其他指标均获得提升,综合性能优于相同条件下制备的单层静电纺隔膜     

天丝对碱锰电池隔膜结构性能的影响

通过Valley打浆机制备不同打浆度的原纤化天丝纤维,与合成纤维、植物纤维混合抄造碱锰电池隔膜纸,研究了天丝打浆度、加入量对碱锰电池隔膜纸的孔径结构、吸液保液及强度性能的影响,并与不含天丝纤维的隔膜纸的孔径分布进行了对比。结果表明,经打浆处理的天丝纤维得到充分原纤化,分丝帚化较好,能形成几十至几百纳米直径的超细纤维;天丝纤维的加入及其较高的打浆度有利于提高纸张的抗张强度和减小纸张孔径,但加入量过多,打浆度过高不利于提高纸张的吸碱率和吸碱速度;较佳的天丝纤维添加工艺为打浆度35~45°SR、添加量10%~15%。     

非织造布增强凝胶电解质膜制备与性能研究

隔膜性能是影响聚合物锂离子电池性能的重要因素,制备出性能优良的隔膜将有助于聚合物锂离子电池的进一步推广和应用.以聚烯烃纤维非织造布作为支撑体材料制备复合膜,对复合膜的微孔结构、力学性能和孔隙率进行测试和分析.将复合膜浸泡在电解液中形成凝胶电解质膜,然后组装电池.结果显示,组装的聚合物锂离子电池的充放电性能良好.     

PVDF/PMMA/PVDF层合纳米纤维隔膜的结构与性能

为了获得性能优异的纳米纤维隔膜,提高锂离子电池的电化学稳定性能以及安全性能,结合PVDF较优异的机械性能和PMMA较高的离子电导率优点,以一维纳米技术和层层制备方式,纺制PVDF/PMMA/PVDF层合纳米纤维隔膜。通过对隔膜孔隙率、力学性能、热稳定性、电化学性能等性能分析,探究层合结构对隔膜性能的影响。结果表明得到的层合纳米纤维隔膜具有较高的孔隙率为74.6%,较好的热稳定性,在140℃下能基本保持尺寸稳定,以及较好的充放电性能和循环性能,充电比容量可达158.2 mAh/g,容量保持率达105%,对产品的开发应用具有重要意义。     

取向增强复合锂离子电池隔膜的制备及其性能

为获得纵向拉伸性能优异的静电纺丝锂离子电池隔膜,首先在不同转速条件下制备聚丙烯腈（PAN）纤维膜,分析得出在700 r/min 时,PAN 纤维排列取向性最好。然后将在700 r/min 条件下制备得到的PAN 增强层纤维膜作为中间层,结合上下2 层杂乱分布的聚酯（PET）纤维膜形成取向增强复合隔膜,在低速（100 r/min）条件下制备了PET/PAN/PET 各向同性纤维膜作为对比膜。表征了2 种隔膜的物理力学性能及电化学性能。结果表明：取向增强复合隔膜的吸液率为371%,热收缩率为4.1%,室温下离子电导率为0.553 ms/cm,电化学稳定窗口为5.27 V;由其制备的电池首次放电比容量为138.0 mA?h/g;纵向拉伸断裂强度为9.2 KPa,比对比膜提高了130%,该取向增强复合隔膜机械强度显著提高,综合性能优于PET/PAN/PET 各向同性纤维膜。     

锂离子电池用陶瓷改性隔膜性能研究

复合涂层聚乙烯(PE)锂离子电池隔膜是把氧化铝(Al_2O_3)颗粒涂抹在聚乙烯湿法膜两侧形成的。综合研究复合隔膜形貌、透气特征、吸液率、热稳定性等指标,能够使锂离子电池热安全性能得到明显提高,而涂覆膜也能够有效吸收电解液。选择氧化铝复合聚乙烯膜进行电池组装,不仅能够使隔膜离子电导率得到明显提升,还能够保证电池容量不受影响。     

纱线防水整理及其针织面料性能研究

采用C4氟系整理剂对纱线进行防水功能整理,在纤维表面和纱线表面形成防水膜层,提供针织物较好的防水性能。通过单因子实验,根据AATCC 22—2014标准对防水整理的腈纶/尼龙混纺纱制成的针织物进行喷淋测试与沾水性能评分,研究了防水剂溶液浓度、烘燥温度、烘燥时间、带液率对织物防沾水性能及其耐洗度的影响。结果表明:合理的整理工艺为防水剂溶液质量浓度120g/L,浸渍30min,烘燥温度100℃,烘燥时间25min,带液率30%,针织物喷淋测试防沾水性能评分可达AATCC标准95分,5次水洗后85分。     

锂离子电池隔膜用熔喷非织造布的叠层及性能研究

为了探究锂离子电池隔膜用聚丙烯熔喷非织造布的叠加性能,测试其厚度、面密度、孔隙率、吸液率、孔径大小及分布和相关电化学性能。结果表明:随着聚丙烯熔喷非织造布叠加层数的增加,其厚度、面密度、内阻、孔隙率及吸液率相应增加;而孔径减小,孔径分布相对均匀。当叠加层数为5层时,其放电比容量降至82mAh/g。高倍率性能随着叠加层数的增加先增加后降低,当聚丙烯熔喷非织造布叠加4层时,其高倍率性能最优,在5C时为63mAh/g。     

锌银电池辅助隔膜的制备和性能研究

采用经过筛选的耐碱纤维,在一定配抄方案下制成了适用于锌银电池的新型辅助隔膜。通过基本性能测试和电池实效实验证明,这种辅助隔膜具备较高的吸液速度和吸液率,较低的耐碱损失率和吸碱收缩率,有利于缩短锌银电池的激活时间,有利于提高锌银电池在各种极限条件下的稳定性,是一种性能优良的锌银电池辅助隔膜。     

锂离子电池无机复合隔膜的制备及其性能研究

本文结合隔膜在锂离子电池中的作用机制及消费型锂离子电池的发展方向,探讨当下锂离子电池隔膜材料和工艺的具体现状和主要问题,阐述通过不同工艺在通用隔膜上复合具有亲液、耐高温等性能的无机材料涂层,从而获得隔膜性能适应性提升的具体制备对策,并对各类无机复合隔膜的性能进行解构和分析,旨在为促进我国锂离子电池隔膜工艺及材料的发展提供借鉴与参考。     

静电纺丝法制备锂离子电池隔膜的研究进展

利用静电纺丝技术可以制得高比表面积、高孔隙率的纤维及纤维毡状材料,使其在制备锂离子电池隔膜中具有明显的应用优势。综述了采用静电纺丝法制备纳米纤维膜用作电池隔膜的技术特点及其主要影响因素。重点阐述了静电纺隔膜的结构和性能,如膜的形态结构、机械性能、化学稳定性和热稳定性等。