聚硅氧烷/聚苯硫醚无纺布复合电池隔膜的制备与性能

以聚乙烯基硅氧烷（PVS）为涂覆材料,以耐高温聚苯硫醚（PPS）无纺布为支撑材料,通过物理浸涂的方法制备了PVS/PPS无纺布复合锂离子电池隔膜。通过对基本物理性能、电化学性能和电池性能的系统考察,发现与聚烯烃（PP/PE/PP）隔膜相比,PVS/PPS复合隔膜具有较发达的微孔结构、良好的润湿性、较高的离子电导率及良好的界面相容性,有助于降低电池工作时的欧姆极化程度,并使电池表现出较高的放电比容量和良好的循环稳定性（保持率约为100%）。此外研究发现,PVS/PPS复合隔膜具有优异的耐热性,在250℃的高温下热处理1 h后仍能表现出较好的尺寸稳定性。可见,PPS无纺布基复合隔膜在动力型锂离子电池领域具有很大的发展前景。      

改性SiO2/PVDF-HFP/PP无纺布复合膜的制备及电化学性能

利用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)改性纳米SiO2(简称KH570@SiO2),与聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)溶液混合,涂覆于聚丙烯(PP)无纺布上,制成KH570@SiO2/PVDF-HFP复合PP无纺布的锂离子电池隔膜。研究复合隔膜的物理性质,并分别与不含纳米SiO2的体系以及含未改性纳米SiO2的体系进行比较。通过扫描电子显微镜(SEM)、万能材料试验机、交流阻抗和充放电循环等测试,对复合隔膜的形态、力学性能和电化学性能等进行研究。结果表明,改性的纳米SiO2能够在复合隔膜中更好地分散,微孔更加均匀,而且复合隔膜的热性能和吸液率也有明显的提高。KH570@SiO2/PVDF-HFP/PP无纺布复合隔膜的离子电导率最高,可达1.5×10-3S/cm,组装的电池在0.2 C的充放电倍率下经过100次循环,放电比容量稳定,保持在146.6 mAh/g左右。     

长寿命及高功率锂离子电池用多孔石墨烯/聚偏氟乙烯功能层复合隔膜

隔膜是锂离子电池的重要组成部分,对隔膜进行材料及结构的优化可以提高锂离子电池的性能。通过在普通商用聚丙烯(PP)隔膜表面构建多孔石墨烯/聚偏氟乙烯功能层的方式获得了复合隔膜材料,通过涂布及常温液相处理的方法调控涂层的孔隙结构,使复合隔膜对电解液的吸附性能明显提高,功能层使复合隔膜具有优异的离子透过性和单侧(石墨烯层)导电性。与采用普通聚丙烯隔膜相比,功能层复合隔膜在低倍率(0.5 C)下的电极材料容量发挥相当。而在高倍率(5 C)下,功能层复合隔膜下,电池容量发挥非常突出,并且600次循环后的容量保持率接近100%,而采用常规PP隔膜,电池材料则容量快速衰减失效。     

无纺布基PVDF膜的制备及亲液性能研究

为提高锂离子电池隔膜的亲液性和耐温性,提高锂离子电池的综合性能,采用涂覆方法制备PVDF-无纺布复合隔膜,并对隔膜进行碱处理改性。结果表明,所制备复合膜表面具有发达的海绵状孔道结构,孔径约为2μm。改性后的隔膜对电解液具有良好的亲和性,电解液接触角由PP无纺布的140°降低至40°,吸液率由最初的70%提高到约300%,而复合膜自身的形貌和结构没有发生明显变化。改性后的隔膜对电解液具有更好的吸附作用,由于吸附更多的电解液,锂离子在膜层中的传递阻力更小。因此,改性后的复合膜装配的锂离子电池显示出优良的电池容量保持性。     

锂离子电池PET/TENCEL无纺布陶瓷隔膜研究

采用湿法抄造和浸渍涂布工艺制备锂离子电池PET/TENCEL无纺布陶瓷隔膜,并采用孔径分析、热失重分析、热烘箱试验、扫描电镜和电池充放电循环性能检测等方式表征隔膜性能和电池性能。结果表明:当基材组份为50%(wt,质量分数,下同)PET纤维、30%TENCEL纤维和20%Al2O3粉,基材定量和陶瓷涂布量均为15g/m2时,所制备SP-1无纺布陶瓷隔膜的孔隙率和孔径分别为45.8%和0.07μm,且在210℃和1h条件下不发生热收缩;在1C充放电循环50次条件下,使用SP-1隔膜的锂离子电池容量保持率为83.4%,优于PE隔膜。     

涂层控制锂离子电池闭孔性能研究

采用无纺布基材以及具有闭孔性能的涂层,制备出一种具有闭孔性能的锂离子电池用无纺布基陶瓷隔膜,分析研究了样品的孔径、孔隙率、热性能、亲液性电池充放电循环性能。结果表明:在无纺布基材的两面均匀涂布氧化铝陶瓷涂层后所得电池隔膜的孔径为0.17μm;若在涂层中加入具有热熔性能的聚乙烯(PE)微粉,其隔膜孔径为0.30μm,均满足锂离子电池隔膜要求。2种隔膜在160℃和2h条件下不发生热收缩,含有PE微粉涂层的隔膜在加热后表现出闭孔现象。2种隔膜所制备的电池在1C充放电循环50次条件下,电池容量保持率分别为84.4%和84.2%,均优于PE隔膜电池,其倍率性能也较优。     

二维蒙脱土-碳纳米管交联多孔网络中间层对多硫化物穿梭的抑制作用（英文）

将一维碳纳米管(CNT)和二维蒙脱土(MMT)纳米片复合并用于修饰商用聚丙烯(PP)隔膜。得益于碳纳米管的高电子导电性，以及MMT对多硫化物(LiPS)的强吸附能力和低的锂离子传输势垒，所得的交联多孔CNT-MMT复合阻挡层具有优异的结构稳定性和高的锂离子传输能力，表现出抑制LiPS穿梭的性能，因此实现了高硫利用率。结果表明，该复合阻挡层修饰的PP隔膜有效提升了锂硫电池的锂离子扩散系数、放电比容量和循环稳定性。所组装锂硫电池的0.1 C初始放电比容量为1 373 mAh g^-1，且具有良好的循环稳定性，在1 C下经500次循环后其每圈容量衰减率仅为0.062%。     

POSS-(PMMA46)8浸渍涂覆商业PP隔膜的结构与性能

为了提高锂离子电池的安全性能,降低其界面阻抗,选用既具有优异耐热性能又与聚合物有良好相容性的POSS杂化聚甲基丙烯酸甲酯(POSS-(PMMA 46 ) 8)作为改性剂,通过在商业聚丙烯(PP)隔膜上浸渍POSS-(PMMA 46 ) 8制备改性商用PP隔膜,分析隔膜的力学性能、热收缩性能、界面性能、离子电导率及电化学性能。结果表明:当POSS-(PMMA 46 ) 8质量分数为40%时,复合膜的孔丰富均一,润湿性最佳,拉伸强度是未改性前的5.34倍,且在160℃/1h下具有较高的热稳定性。此复合膜电导率为1.35×10 -3 S/cm,与电极的界面阻抗由原来的743Ω降为152Ω;Li/改性隔膜/LiFePO 4扣式电池的充放电循环稳定性较好,低倍率下的电池容量与商业PP隔膜相当。     

聚苯并咪唑改性联苯型聚酰亚胺电纺锂离子电池隔膜的热学及其电化学性能

为了改善商业隔膜孔隙率和吸液率不高、耐热性和热尺寸稳定性不佳的问题,通过选用聚苯并咪唑（PBI）预聚体对聚酰亚胺（PI）进行改性,采用高压静电纺丝法制备了质量比PBI∶PI=0.3∶1.0的复合纤维隔膜。研究了复合纤维隔膜的微观形貌、孔隙率、吸液率、热性能、电化学性能及电池性能,并将PBI∶PI=0.3∶1.0的复合纤维隔膜、PI纤维隔膜及聚丙烯（Celgard 2400,PP）隔膜进行了性能对比。结果表明,PBI∶PI=0.3∶1.0的PBI/PI复合纤维隔膜孔隙率达82%,吸液率达618%;在空气气氛中,300℃无尺寸收缩,在N₂气氛中,分解温度在400℃以上,800℃时残重大于50%;离子电导率达1.29×10^-3S/cm,较PP隔膜几乎提高了1个数量级;界面阻抗为489.34Ω,较PP隔膜降低了17%;电化学稳定窗口提高到5.05 V,为PP隔膜的119%;以PBI∶PI=0.3∶1.0的复合纤维隔膜组装的CR 2032型电池表现出优异的电池性能,经大电流放电后电池性能稳定,初始放电容量达130.01 mA·h/g,在1A/s循环10...     

高安全性PEO-Al2O3复合隔膜的制备及电化学性能

本工作以聚氧化乙烯(PEO)和氧化铝(Al_2O_3)为原料,利用刮涂法制备了一系列PEO-Al_2O_3复合隔膜,探索了Al_2O_3添加量对PEO-Al_2O_3复合隔膜的性能影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱分析(XPS)、热重分析(TG)及燃烧实验法对复合隔膜的形貌、元素分布、相组成、表面化学状态和热稳定性进行表征。通过线性扫描伏安法(LSV)、电化学交流阻抗法(EIS)、孔隙率测试和吸液率实验考察了复合隔膜的电化学窗口、离子电导率、孔隙率和吸液率。实验结果显示,PEO-Al_2O_3-90复合隔膜具有最高的离子电导率(1. 21×10~(-3)S/cm)、最大的吸液率(260%)、较好的热稳定性、较高的孔隙率(47%)以及较宽的电化学窗口(0～4. 8 V)。通过组装电池发现,PEO-Al_2O_3-90复合隔膜电池在电流密度为0. 1C时表现出较高的放电比容量、优异的循环稳定性以及较强的安全性。     

聚偏氟乙烯-沸石复合锂电隔膜的制备及性能

针对传统聚烯烃类锂离子电池隔膜的耐温性差和电解液亲和性差的问题,本实验以微孔沸石纳米粒子和聚偏氟乙烯树脂(PVDF)为主要原料,通过相转化法制备了综合性能优异的沸石/PVDF复合锂电隔膜。结果表明:与商用聚乙烯(PE)膜相比,所制备的沸石/PVDF复合隔膜具有更加发达的孔道结构,其孔隙率超过70%,约为PE膜的2倍。沸石/PVDF复合膜的耐高温性和电解液润湿性明显优于PE膜和纯PVDF膜,经过160℃、0.5h的高温处理后,复合膜的热收缩率仅为5%,而PE膜已完全融化,收缩率达到100%,PVDF膜收缩率超过50%;沸石/PVDF复合膜的电解液接触角仅为7.4°,而PE膜和PVDF膜的接触角高达42.5°和31.7°。受益于丰富的孔道结构和良好的电解液吸收/保持能力,沸石/PVDF复合膜所装配锂离子电池的倍率放电容量高于PE膜,同时,该复合膜装配电池的循环性能也优于传统聚乙烃隔膜。     

聚丙烯镍氢电池隔膜的亲水改性及性能表征EI北大核心CSCD

采用强氧化剂预处理-氧化还原引发接枝聚合法将丙烯酸(AA)接枝到聚丙烯(PP)镍氢电池隔膜表面,以改善其亲水性。扫描电镜(SEM)和衰减全反射红外光谱(ATR-FT-IR)分析结果表明,已制得PP-g-AA改性隔膜。考察了不同接枝率改性隔膜的亲水性和电导率,结果表明,接枝丙烯酸显著改善了其亲水性,接枝率为4.10%时隔膜亲水性最好,对去离子水和KOH水溶液(密度1.30g/cm3)的接触角从PP基膜的102.2°和113.5°降至0°和23.9°;接枝率为2.82%和4.10%改性隔膜的电导率达到基膜的1.5倍以上。镍氢电池循环测试表明,改性隔膜装配的电池具有较高的电池容量和循环寿命。综合考虑,接枝率为4.10%时隔膜性能最佳。     

聚丙烯镍氢电池隔膜的亲水改性及性能表征

采用强氧化剂预处理-氧化还原引发接枝聚合法将丙烯酸(AA)接枝到聚丙烯(PP)镍氢电池隔膜表面,以改善其亲水性。扫描电镜(SEM)和衰减全反射红外光谱(ATR-FT-IR)分析结果表明,已制得PP-g-AA改性隔膜。考察了不同接枝率改性隔膜的亲水性和电导率,结果表明,接枝丙烯酸显著改善了其亲水性,接枝率为4.10%时隔膜亲水性最好,对去离子水和KOH水溶液(密度1.30g/cm3)的接触角从PP基膜的102.2°和113.5°降至0°和23.9°;接枝率为2.82%和4.10%改性隔膜的电导率达到基膜的1.5倍以上。镍氢电池循环测试表明,改性隔膜装配的电池具有较高的电池容量和循环寿命。综合考虑,接枝率为4.10%时隔膜性能最佳。     

静电纺丝与静电喷雾技术共纺制备PPESK/PVDF复合锂电池隔膜

为了改善传统静电纺丝无纺布纤维膜力学性能较差的缺点,采用静电纺丝和静电喷雾技术相结合的方法,同时进行静电纺PPESK浓溶液和PVDF稀溶液,制备得到PPESK纤维/PVDF珠粒复合锂电池隔膜,并在160℃进行热压后处理。通过扫描电子显微镜、万能拉伸试验机、电化学工作站及充放电测试仪等表征复合锂电池隔膜的微观结构、力学性能、离子电导率和相应的电池充放电性能。结果表明,该复合隔膜具有良好的电解液润湿性,室温下离子电导率达到1.92mS·cm^-1,PVDF珠粒均匀地分布在PPESK纤维中,珠粒经热压产生微熔融有效增强了纤维之间的黏结力,使复合膜的力学强度提高到13.2MPa。此外,使用复合隔膜装配的电池展现出较高的放电比容量和稳定的循环性能。     

锂离子电池无纺布隔膜的特性试验研究

该文以锂离子电池无纺布隔膜为研究对象,介绍了锂离子电池无纺布隔膜的含义,分析了锂离子电池无纺布隔膜制作方法。并利用机械应力分析的方式,对锂离子电池无纺布隔膜特性进行了探究。     

沸石/聚乙烯醇涂覆改性聚丙烯隔膜及其性能研究

为了改善商业聚丙烯(PP)隔膜与电解液浸润性差和热尺寸稳定性不佳的问题,采用浸涂法制备了沸石/聚乙烯醇涂覆PP隔膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、电池测试系统和电化学工作站等表征手段研究了改性隔膜的表面形貌、孔隙率、吸液率、热稳定性以及电化学性能,并与PP隔膜进行了性能对比。结果表明,改性后的PP隔膜孔隙率从38.4%提升到41.2%,吸液率从108.4%增加到181.1%,170 ℃下的热收缩率从58%降至23%。与PP隔膜相比,改性隔膜的循环性和稳定性得到了提高。界面阻抗从88 Ω降为61 Ω,离子电导率从0.58 mS/cm增加到0.75 mS/cm。沸石/聚乙烯醇涂层是改善PP隔膜电化学性能和热稳定性的有效方法,能够提高锂电池的循环性和安全性。     

PET基陶瓷隔膜的制备及性能研究

以聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)为粘结剂, 用浸涂法在对苯二甲酸乙二醇酯(PET)隔膜上同时涂覆不同粒径的SiO₂和Al₂O₃, 使PET的大孔得到更有效的填充, 充分发挥了两种陶瓷及其粒径的各自优势。系统考察了SiO₂与Al₂O₃相对含量对陶瓷隔膜的表面形貌、孔隙率、吸液率、热稳定性、离子电导率和电化学阻抗谱(EIS)的影响。研究了SiO₂/Al₂O₃为3/7(wt%)的陶瓷隔膜组装成MCMB/LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂电池的电化学性能, 并与商业聚丙烯(PP)隔膜对比。结果表明: 该陶瓷隔膜具有更好的综合性能, 100次循环后的容量保持率为93.9%, 10C电流下仍具有82.7 mAh/g的容量, 优于商业PP隔膜。     

PPS/PP共混海岛超细纤维的制备及结构性能研究

以聚苯硫醚(PPS)和聚丙烯(PP)为原料,采用熔融共混纺丝法制备PPS/PP共混海岛纤维,经二甲苯溶除剥离基体相PP可制得PPS超细纤维。利用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)、X射线衍射仪(XRD)及红外分光谱测试仪(FT-IR),研究了PPS/PP共混组成比和牵伸比对纤维的结构及性能的影响。结果表明:PPS/PP共混组成比从30/70增加至60/40时,PPS超细纤维平均直径从228 nm增至408 nm;当PPS/PP共混组成比大于60/40时,开始出现相转变现象;PP的加入提高了PPS的结晶能力,随着PPS/PP共混组成比增大,纤维线密度逐渐变大,共混纤维中PPS组分的结晶度变小,纤维力学性能降低;提高牵伸倍数,纤维线密度变小,断裂强度增强,共混纤维中PPS组分的结晶度升高,纺速在280~350 m/min之间时,共混纤维可在2.0~3.0倍下进行牵伸;共混纺丝制得的PPS超细纤维热稳定性有所下降,但并不影响PPS高温使用性能。     

锂离子电池隔膜材料EVOLi-OMMT的制备与性能

以聚(乙烯-乙烯醇)(EVOH),锂基蒙脱土(Li-OMMT)为主要原料,先合成了一种离子型树脂,后与锂基蒙脱土复合以制备一种全新的有机-无机杂化材料EVOLi-OMMT.采用高压静电纺丝法,将其制成锂离子电池用无纺布隔膜.先用红外表征了杂化材料的键接结构,又用SEM表征了隔膜的微观结构,后将合成的两种复合隔膜与Cel...     

用于锂离子电池的复合隔膜

为改善锂离子电池隔膜的耐热安全性,对用于锂离子电池的ZrTiO4/PP陶瓷聚烯烃复合隔膜进行了开发研究,得到的复合膜具有高的多孔性和良好的液体电解液湿润性。膜中陶瓷具有两性特征,将电解液中的酸性副产物HF消耗掉,而HF作为现在锂离子电池所用电解液中的副产物不可避免。复合膜用于制备锂离子电池不仅具有优良的容量保持性、高温安全性,且显示出良好的倍率放电性。