以静电纺丝法制备纳米纤维锂离子电池隔膜

年前,北京理化所进行的“静电纺丝法制备纳米纤维锂离子电池隔膜研究”项目通过评审验收。以静电纺丝法制备纳米纤维锂离子电池隔膜,是对新型隔膜材料的制备方法和制备工艺的创新性研究,是对锂离子电池隔膜实现国产化途径的有益探索;所形成的多针喷头组控技术突破了以往单喷头静电纺丝技术制备效率低的瓶颈。具有良好的实际应用前景：特别是锂离子电池电极片表面直接喷涂纳米纤维隔膜技术具有创新性和很高的实际应用价值,     

TiO2纳米纤维的电纺制备与表征

以PVP作为络合剂与Ti（C4H9O）4反应制得前驱体,采用静电纺丝法制得PVP／TiO2纳米复合纤维后在马弗炉中煅烧,并采用SEM、TG—DTA、XRD等对纳米纤维进行了表征。结果表明：适当增加Ti（C4H9O）4浓度、增加静电电压、减小喷射速度和升高煅烧温度,电纺丝纤维直径变细;PVP／TiO2复合纤维煅烧至550℃时得到的为纯TiO2;经400℃、600℃、700％、900％煅烧后分别得到开始出现锐钛矿型的TiO2、以锐钛矿型的TiO2为主、以金红石型的TiO2为主和完全金红石晶型的TiO2纳米纤维。     

静电纺纳米纤维的应用

综述了静电纺纳米纤维在保护性服用材料、传感器、过滤防护材料、高分子纳米模板、纳米复合改性材料、航空航天等方面的应用;详述了在生物医用材料方面的应用;展望了静电纺丝纳米纤维的发展前景;指出应继续研发具有特殊性能的静电纺纳米纤维新产品,扩大其应用领域,最终实现成果产业化。     

电纺聚丙烯腈基碳纳米纤维在超级电容器中的应用

静电纺丝法制备聚丙烯腈（PAN）基纳米纤维具有较大的比表面积、较高的机械强度、优异的纳米结构及良好的化学稳定性。以PAN纳米纤维为基础,进行多方位设计与合成的电极材料在超级电容器中表现出优异的电化学性能,具有广阔的应用前景。本文根据电极材料分类,主要综述了近年来PAN基多孔结构电极材料、杂原子掺杂电极材料以及与碳系材料、导电聚合物、金属氧化物复合等电极材料的研究进展;讨论了电极材料的结构特征、制备方法及其提高电化学性能的原理;最后指出了上述研究中存在的问题,并对未来PAN基电极材料在超级电容器的发展前景进行了展望。     

静电纺聚乳酸纳米纤维的制备及其孔结构调控

为了调控聚乳酸(PLA)纳米纤维的孔结构,采用静电纺丝技术,以PLA母粒为原料,三氯甲烷(CF)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)按一定比例混合的溶液为溶剂,制备了平均直径在1.37μm的PLA纳米纤维,并对其结构进行表征。结果表明,PLA纳米纤维的平均直径随着纺丝液中CF含量、聚合物浓度、环境湿度的增加而增大;随纺丝电压和灌注速度的增大而呈减小的趋势。同时,环境湿度对纤维表面孔结构有显著影响。随着湿度的增加,纤维表面孔的分布密度增加,且形状由圆形转变为椭圆形。此外,与表面光滑的PLA纳米纤维(2.4 m²/g)相比,所制备的PLA多孔纤维的比表面积提升了10倍(24.0 m²/g)。     

聚合物基锂电池纳米纤维隔膜研究进展

综述了静电纺丝技术工作原理、影响条件及国内外运用该技术制备的锂电池用聚合物纳米纤维隔膜的发展现状,主要包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚磺酰胺（PSA）、聚丙烯腈（PAN）、聚偏氟乙烯（PVDF）等聚合物纳米纤维隔膜,介绍了各种聚合物隔膜的特点和性能,并对静电纺丝法制备的隔膜的发展方向进行了展望。     

木质素基纳米碳纤维的制备及储锂性能研究

本文以木质素磺酸钠为碳源,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为助纺剂,通过控制PVP和木质素不同配比,采用静电纺丝和碳化技术,制备不同形态的纳米碳纤维膜,以该材料作为锂离子电池负极材料,对其储锂性能进行了研究.结果表明,当PVP与木质素的质量比为2∶1时,纳米碳纤维表现出丰富的微孔结构,比表面积达614m2/g.当用作锂离子电池...     

SiO2纳米纤维膜的电纺制备及结构性能优化

通过对静电纺丝工艺和热处理制度的调控实现了SiO2纳米纤维微观结构和力学性能的优化.本文以正硅酸乙酯(TEOS)为原料、以聚乙烯吡络烷酮(PVP)为助纺剂,通过静电纺丝法结合热处理工艺制备了SiO2纳米纤维膜.通过热重-差热联用热分析仪、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜和拉力试验机等手段对纳米膜进行了...     

静电纺纳米纤维修饰电极的研究进展

静电纺丝纳米纤维较传统纳米材料有许多独特的性能,静电纺丝纳米纤维修饰电极的研究是其新热点;按修饰方法的不同,静电纺丝纳米纤维修饰电极分为直接修饰和非直接修饰电极两大类。综合近年来国内外的静电纺丝纳米纤维修饰电极相关研究,阐述了静电纺丝技术直接修饰电极、静电纺丝技术非直接修饰电极的相关纳米纤维材料的制备、特性及应用;指出由于静电纺丝纳米材料的多样化与优异性,静电纺丝纳米纤维修饰电极具有灵活性与灵敏性,其在生物传感器、生物芯片、染料电池等方面的应用极具开发潜力,在未来多个领域和研究中发挥重要作用。     

静电纺纳米纤维的研究及应用进展

简述了静电纺丝基本原理及纺丝过程中射流存在的几种不稳定性形式;探讨了静电纺丝制备纳米纤维的主要影响因素。回顾了静电纺丝的发展历程,介绍了纳米纤维在电子器件、生物医学领域、滤材、防护服用材料纤维增强复合材料及传感器感知膜等方面的应用。指出静电纺纳米纤维性能优异、应用广泛,应用于生物医学领域是研发热点,必将进一步产业化。     

陶瓷复合锂离子电池隔膜研究进展

相对于传统锂离子电池隔膜,有机-无机陶瓷复合隔膜兼具有机材料的柔韧性、无机材料的耐温性和电解液亲和性。本文对锂离子电池用陶瓷复合隔膜进行综述,首先介绍了此类隔膜相对于传统隔膜的优势,其次对目前研究的陶瓷锂离子电池隔膜的结构形式和主要成膜材料进行了讨论,并介绍了国内外主要公司的陶瓷复合隔膜的研究和发展现状,最后对陶瓷复合隔膜的应用前景和面临的挑战进行了简要分析。鉴于该新型隔膜的优势,随着锂离子电池在高端电子产品以及动力、储能等新兴领域的发展,高安全性陶瓷复合锂离子电池隔膜必将代替传统的聚烯烃隔膜,成为主流隔膜满足人们的需要。     

锂离子电池负极材料中国专利分析

通过对中国发明专利数据进行挖掘和计量分析,总结了锂离子电池负极材料的专利申请情况、行业发展现状、地域分布及重点创新主体的专利技术布局。结果表明,锂离子电池负极材料经过几年的持续增长后,专利申请趋势放缓。通过对专利进行地域分析,了解到中国本土申请人和日本申请人申请了大量的专利;国内申请人主要集中在广东、上海、北京及浙江。通过分析一些重点企业申请的专利技术布局可以了解目前市场上的负极材料技术热点。     

Tailoring carboxyl tubular carbon nanofibers/MnO2 composites for high-performance lithium-ion battery anodes

Three kinds of novel carboxyl modification tubular carbon nanofibers (CMTCFs) and MnO₂ composites materials (CMTCFs/MnO₂) are prepared by combining hyper-crosslinking, liquid phase oxidation and hydrothermal technology. The complex morphology and crystal phase of MnO₂ in CMTCFs/MnO₂ are effectively regulated by adjusting the hydrothermal reaction time. The δ-MnO₂ nanosheet-wrapped CMTCFs (CMTCFs@MNS) are used as anode and compared with the other two CMTCFs/MnO₂. Electrochemical analysis shows that CMTCFs@MNS electrode exhibits a large reversible capacity of 1497.1 mAh g⁻¹ after 300 cycles at 1000 mA g⁻¹ and a long cycling reversible capacity of 400.8 mAh g⁻¹ can be maintained after 1000 cycles at 10 000 mA g⁻¹. CMTCFs@MNS manifests an average reversible capacity of 256.32 mAh g⁻¹ at 10 000 mA g⁻¹ after twelve changes in current density. In addition, the structural superiority of CMTCFs@MNS electrode is clarified by characterizing the microscopic morphology and crystal phase of the electrode after electrochemical performance test.     

静电纺丝制备纳米级纤维的研究

介绍了静电纺丝制备纳米纤维的原理及其影响因素,归纳、总结了当前国内外静电纺丝制备纳米纤维的研究内容,并对今后的研究提出了建议.     

锂离子电池正极材料LiFePO4的电化学性能改进

引言 随着社会的进步,人们对化学电源提出了高能量、长寿命、低成本、低环境污染的要求.虽然锂离子蓄电池目前已经实现了商品化,但正极嵌锂材料结构与性能的研究,以及如何提高容量和降低成本是锂离子蓄电池进一步被开发和应用的关键.     

静电纺丝制备聚丙烯腈纳米纤维及其预氧化

利用聚丙烯腈／二甲基甲酰胺纺丝溶液由静电纺丝制备了聚丙烯腈纳米纤维,纳米纤维的直径在220～760nm。随着聚合物溶液浓度和纺丝施加电压的升高,纳米纤维的直径变大。采用热分析和热重分析研究了纳米纤维的热性能,还用红外光谱对纳米纤维预氧化过程分子化学结构的变化进行了表征,结果表明,纳米纤维有一个很尖锐的放热峰,是聚丙烯腈均聚物典型的放热峰。随着预氧化温度的升高,纤维的内部分子结构发生了变化,表现在红外光谱上最突出的是C≡N在2243～2241cm^-1峰的降低,以及C—H在1684cm^-1峰的降低。     

静电纺丝制备中空纳米纤维/纳米管研究进展

介绍了静电纺丝的制备原理和制备中空纳米纤维/纳米管的方法,简述了静电纺丝制备中空纳米纤维/纳米管的影响因素;对目前静电纺丝制备中空纳米纤维/纳米管的研究进展情况进行阐述,并对其在光催化、传感器和电池方面的应用加以介绍。     

Antimicrobial activity of chitosan nanofibers obtained by electrospinning

Chitosan is a natural polymer with both antimicrobial activity and nanofiber‐forming capability. The electrospinning technique allows the production of chitosan nanofibers but still faces several problems such as the small number of suitable solvents for the process and the large number of factors affecting quality and production of the nanofibers, among others. The antimicrobial properties of chitosan nanofibers have been little studied; therefore, the most probable mechanism of action and the effect of the conformation or arrangement of the molecules in the nanofibers remain unknown. The presence of residual solvent in the materials is one factor that has complicated the assessment of the antimicrobial activity of chitosan nanofibers. The research in this area will be very important for the future of these materials. Copyright © 2011 Society of Chemical Industry     

无机超细粉体改性锂离子电池隔膜的研究进展

综述了近年来无机超细粉体改性锂离子电池隔膜的研究进展,首先介绍了已在锂电隔膜改性上商业应用的Al₂O₃和AlOOH对传统聚烯烃膜和新型静电纺丝膜的改性方法和改性效果,随后又对常规无机材料TiO₂和SiO₂粉体对锂电隔膜的改性进行了叙述,最后对BN等非常规隔膜改性无机材料进行了简介;总结和讨论了无机材料改性后隔膜的组分、结构和性能对锂离子电池综合性能的影响,并对其无机材料改性锂电池隔膜的未来发展趋势进行了展望。