ZIF-67原位负载纳米纤维素基锂离子电池隔膜的制备及性能研究

本研究以纳米纤维素（CNF）为原料,经乙酰化、原位负载ZIF-67和浸渍电解液制备出一种新型ZIF-67@乙酰化纳米纤维素（ZIF-67@ACNF）锂离子电池隔膜,系统探讨了ZIF-67的粒径对隔膜结构及性能的影响。结果表明,当ZIF-67的粒径从0.46 μm（ZIF-67₄@ACNF隔膜）减小至0.25 μm（ZIF-67₈@ACNF隔膜）时,隔膜的孔隙率从74.2%减小至52.1%,离子电导率从0.75 mS/cm下降至0.22 mS/cm,界面电阻从112.5 Ω增加至1 115.7 Ω,锂离子迁移数从0.41减小至0.31,电化学稳定窗口从5.1 V减小至4.5 V。采用ZIF-67₄@ACNF隔膜组装电池,在室温、0.5 C的条件下进行电池充/放电测试,初始容量达到159.6 mAh/g,循环200圈后容量保持率达到90%。     

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。     

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     

锌银电池隔膜纸的制备及性能研究

研究探讨了棉浆、丝光浆应用于锌银电池隔膜纸中的优缺点;将棉浆与尼龙(聚酰胺纤维)、维纶(缩醛化聚乙烯醇纤维)、聚丙烯(PP)纤维配抄,研究了含有不同化学纤维手抄片的特点;并进一步研究了纤维配比、干燥方式等对锌银电池隔膜纸性能的影响。结果表明,与相同打浆度的丝光浆相比,棉浆的吸碱性能较好;含有维纶的手抄片的尺寸稳定性较优良,添加一定量的聚丙烯纤维可以提高锌银电池隔膜纸的耐碱稳定性;采用鼓式干燥器干燥的锌银电池隔膜纸具有很好的吸碱性能。     

锂离子电池隔膜的研究进展

简要叙述商用锂离子电池隔膜的制备方法,包括干法拉伸和湿法拉伸。重点介绍纤维基锂离子电池隔膜的制备方法,如熔喷法、静电纺丝法、湿法及纺黏法。此外,列举无机/有机复合膜的制备方法。探讨锂离子电池隔膜的发展趋势及存在问题。     

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。     

聚烯烃纤维电池隔膜纸的研究

采用湿法造纸方法,以聚烯烃纤维(聚乙烯和聚丙烯纤维)和亲水化处理过的聚烯烃纤维为原料,抄造出电池隔膜纸,研究了原料的洗涤、配比、疏解方法、分散剂种类、干燥热压等因素对纸张性能的影响。结果表明,纤维的分散浓度应在1%以下,并加入分散剂和消泡剂,在标准浆料疏解器中以旋转速率3000 r/min分散和在热压温度135℃可得到吸碱性能良好的电池隔膜纸。     

锂离子电池隔膜研究现状

锂离子电池具有质量轻、能量密度高、循环寿命长、无记忆效应等优点,广泛应用于电子设备、新能源汽车等领域.作为电池主要组成部分的隔膜材料起着隔离正负极,防止电池发生短路和为锂离子提供通道的作用,其性能与电池的电化学性能和安全性能密不可分.介绍了聚烯烃隔膜存在的问题及改性方法,阐述了静电纺纳米纤维隔膜和耐高温隔膜材料的研究进...     

聚丙烯超细短纤维锂离子电池隔膜的制备及性能研究

电池隔膜作为动力电池关键的内层组件之一,是具有一定技术壁垒的高附加值材料.然而,目前国产的锂离子电池隔膜质量不稳定,很难满足在孔隙率、孔径分布、厚度等方面的技术要求.本研究采用不同分散剂对聚丙烯(PP)超细短纤维处理,改善其在浆料中的分散性能,解决了PP超细短纤维分散性差的难题,并采用湿法抄造工艺制备锂离子电池隔膜.结...     

镍氢电池隔膜纸的初步研究

对EVOH、PP、PVA等纤维进行了性能分析,结果表明EVOH纤维性能优良适合做镍氢电池隔膜。将EVOH做主体纤维的隔膜纸与PP做主体的隔膜纸以及商品样进行对比,EVOH隔膜纸的耐碱损失小于1％,抗张强度为2．5kN／m,性能要优于商品样;吸碱率和吸碱高度与商品样存在一定差距,但高于PP隔膜纸。     

PBO纤维纸基复合材料的热老化及高温力学性能研究

本研究采用湿法成形技术制备了聚对苯撑苯并二噁唑（PBO）纸,将其浸渍聚酰亚胺（PI）树脂后,得到PBO纤维纸基复合材料（PBO/PI),随后对PBO/PI进行300℃的老化,并在300℃下测试了其拉伸性能。将PBO/PI与模拟蜂窝格壁的间位芳纶浸渍纸（PMIA/PI）进行对比,分析了老化和高温对PBO/PI和PMIA/PI力学性能的影响。结果表明,在300℃的高温老化下,由于材料微裂纹的产生及扩展,二者拉伸强度均呈下降趋势,但老化前后PBO/PI的强度均比PMIA/PI更强。动态力学性能显示,老化前后PBO/PI的储能模量大于PMIA/PI的储能模量,说明PBO/PI的刚性比PMIA/PI大,在高温下仍不易发生变形。在300℃的高温拉伸测试下,PBO/PI的拉伸强度和保持率均比PMIA/PI要高。PBO/PI在常温及300℃高温下的力学性能均优于PMIA/PI,PBO纤维制备的复合材料可用于需要高的抗变形和热稳定性的承重结构和蜂窝部件中。     

Li/MnO2一次电池用纸基隔膜的制备和性能研究

本研究以天丝纤维为原料,通过打浆获得原纤化天丝纤维,采用湿法成形技术制备了原纤化天丝隔膜并应用于Li/MnO₂一次电池,对比探讨了不同原纤化程度天丝纤维隔膜和熔喷无纺布隔膜的微观形貌、孔隙结构和电化学性能。结果表明,原纤化程度的增加使隔膜表面细小纤维覆盖主干纤维,同时孔隙率从76.3%降到67.3%,Gurley值从3.30 s增加到10.1 s,平均孔径从0.79μm降到0.35μm,电池欧姆阻抗RΩ从1.55Ω增加到1.94Ω,电池放电电压平台和比容量明显降低。相比于熔喷无纺布隔膜,天丝隔膜厚度较小,平均孔径较小且孔径分布均匀,离子阻抗较低,放电性能稳定。     

超疏水纸基材料的制备及其性能分析

本研究采用浆内施胶的方法抄纸,用柠檬酸(CA)预处理提高其表面活性,再用纤维素纳米纤丝/二氧化钛(CNF/TiO₂)悬浮液涂布,以提高纸基材料表面粗糙程度,最后用烷基烯酮二聚体(AKD)乳液浸渍处理以提高纸基材料的憎水性,得到超疏水纸基材料。结果表明,CA预处理显著改善了纸基材料的表面活性,使纸基材料具有更高的TiO₂保留率,使其更易达到超疏水纸基材料所需的表面粗糙度。制备的超疏水纸基材料表面接触角达153.8°,达到超疏水要求,且具有良好的自清洁能力。     

纸基打包带的制备及其性能研究

本研究以本色针叶木浆为原料,通过浆内添加湿强剂聚酰胺环氧氯丙烷（PAE）、烷基烯酮二聚体（AKD）、阳离子淀粉以及70 ℃水溶性聚乙烯醇（PVA）纤维的方法,提高纸基打包带的相关强度性能,在最适打浆度（30 °SR）下制备定量为120 g/m²的纸基打包带,然后利用免扣热熔打包机对纸基打包带进行热封黏合实验;探究了干燥温度、造纸助剂添加量以及70 ℃水溶性PVA纤维对纸基打包带物理性能、热封温度、热封时间及热封强度的影响。结果表明,当干燥温度95 ℃,湿强剂PAE添加量2%,施胶剂AKD添加量0.3%,阳离子淀粉添加量1.2%,70 ℃水溶性PVA纤维添加量15%,热封温度165 ℃,热封时间6 s时,纸基打包带的干抗张指数达90.3 N·m/g,湿抗张指数达26.3 N·m/g,撕裂指数达19.6 mN·m²/g,耐破指数达6.45 kPa·m²/g,热封处的抗张指数,高达99.2 N·m/g。     

纸基吸波材料的制备及其电磁性能探究

通过造纸法制备了一种可用于制备吸波蜂窝的纸基吸波材料,分别选用短切碳纤维(CF)、短切碳化硅纤维(SCF)和碳纳米管(CNT)作为吸波剂,对位芳纶浆粕(PPTA)作为基体,对比了不同吸波剂及其用量对纸基吸波材料电磁参数及吸波性能的影响。结果显示,吸波剂用量(对绝干基的质量分数)在0.1%~50%的范围内,SCF-PPTA纸基吸波材料的复介电常数实部小于CF-PPTA和CNT-PPTA纸基吸波材料的。当吸波剂用量大于3%时,CNT-PPTA纸基吸波材料的介电损耗大于另外2种材料的。当吸波剂用量分别为1%、20%和3%时,对应CF-PPTA、SCF-PPTA和CNT-PPTA纸基吸波材料的反射率最低分别可达-15.08、-28.49和-13.69d B,此时纸基吸波材料对应的厚度分别为2.45、4.35和2.98 mm。     

超疏水纸基材料的制备及应用领域

受自然界中超疏水现象的启发,超疏水材料受到越来越多的重视.纸基材料作为绿色可再生、生物可降解的柔性材料已成为重要的基础材料之一,如何将亲水性的纸基材料转变为超疏水材料是显著提升其利用价值的重要途径.本文综述了浸渍法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、等离子体沉积法和喷涂法等技术对纸基材料的疏水改性研究进展,介绍了超疏水纸基...     

纳米纤维素与木浆混抄制备锂离子电池隔膜的性能研究

以纳米纤维素和针叶木浆为原料,通过湿法造纸工艺,可以获得性能优异的纳米纤维素（NFC）隔膜。研究表明,与国产聚丙烯(PP)隔膜和美国Celgard 2400 PP隔膜相比,NFC隔膜具有较高的孔隙率、良好的润湿性、较高的吸液率,此外,NFC隔膜有很好的热稳定性,在200℃加热1 h后几乎没有收缩。     

对位芳纶沉析纤维对芳纶纸基材料结构和性能的影响

对位芳纶沉析纤维是一种采用物理沉析法制备而得的新型芳纶纤维,为解析这种纤维的形态特征与其芳纶纸基材料(对位芳纶沉析纤维和对位芳纶短切纤维组成)结构和性能之间的相关性,采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)表征了该纤维的表观形貌;通过纤维质量分析仪(Morfi Compact)分析了该纤维的形态参数;利用压汞仪(MIP)测定了芳纶纸基材料的孔隙结构参数;并探讨了对位芳纶沉析纤维对芳纶纸基材料孔隙结构和物理性能的影响。结果表明,对位芳纶沉析纤维呈薄膜褶皱状、形态细小、表面粗糙、易于分散;纤维质均长度为0.479 mm,细小纤维含量为71.9%,尺寸均一性好、细碎化程度高,利于芳纶纸基材料的复合增强;对位芳纶沉析纤维能显著改善芳纶纸基材料的结构,直接影响其机械性能和绝缘性能,最佳含量应为70%左右。     

新一代芳纶纤维基电池隔膜研究进展及展望

新型高性能芳纶纤维基锂离子电池隔膜在耐高温、电解液润湿性、机械强度及电化学性能等方面具有一定的优势,得到了研究者的广泛关注。本文系统综述了芳纶纤维基锂离子电池隔膜制备方法,包括静电纺丝法、涂布法、相转化法及造纸法等,对比总结了几种方法的优劣势及最新研究进展,最后探究了芳纶纤维基锂离子电池隔膜研究领域存在的问题,并展望了未来的发展前景。