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。     

静电纺丝聚芳醚砜酮纤维膜穿刺强度研究

静电纺丝纤维膜因为具有高孔隙率、大的比表面积和良好的电解液润湿性而被广泛地应用于锂离子电池隔膜的研究,但对于锂离子电池安全性能至关重要的隔膜穿刺强度的研究还比较匮乏。本工作采用静电纺丝技术制备得到PPESK纤维膜,并采用热处理提高纤维膜的力学性能,然后通过穿刺实验测得一系列不同厚度热处理PPESK纤维膜的穿刺强度,并建立起穿刺强度与纤维膜厚度之间的线性关系。通过对穿刺破坏区域的微观分析,探究热处理PPESK纤维膜穿刺破坏机理,结果表明:各向同性的热处理PPESK纤维膜穿刺过程是由纤维受挤压产生弯曲、变形和断裂造成的破坏,破坏区域呈近似圆形穿刺孔,而PP微孔膜的破坏区域则是由脆性断裂造成的长条形裂缝,相比之下热处理PPESK纤维膜的穿刺破坏过程更加缓和,可以降低锂枝晶刺穿隔膜带来的风险,但是热处理PPESK纤维膜的穿刺强度还有待增强。     

工艺参数对静电纺PPESK微纳米纤维膜性能的影响

通过溶液静电纺丝法制备了聚芳醚砜酮(PPESK)微纳米纤维膜,借助于扫描电子显微镜和拉伸试验机分别对纤维膜的形貌和力学性能进行了表征,用正交试验对微纳米纤维膜的制备工艺参数进行了优化。结果表明,在给定条件下,对纤维直径影响由大到小的工艺参数依次为:溶液浓度给料速度纺丝电压。纤维直径最小的工艺条件为:溶液浓度19%,纺丝电压10 k V,给料速度为0.04 mm/min。对纤维膜拉伸强度影响由大到小的工艺参数依次为:给料速度纺丝电压溶液浓度。纤维拉伸强度最大的工艺条件为:溶液浓度24%,纺丝电压14 k V,给料速度0.04 mm/min。     

静电纺丝聚芳醚砜酮锂离子电池隔膜的制备及热处理EI北大核心CSCD

采用静电纺丝技术制备了聚芳醚砜酮(PPESK)纤维膜用作锂离子电池隔膜,并对PPESK纤维膜进行热处理以提高隔膜的拉伸强度和弹性模量,经320℃热处理后的隔膜纤维之间的黏结作用有效增强,隔膜的拉伸强度提高至19.8MPa。通过扫描电镜观测、差示扫描量热分析、交流阻抗测试和充放电测试等手段表征了PPESK隔膜的表面形貌、热稳定性能、电化学性能和相应的电池充放电循环性能。实验结果表明,热处理PPESK隔膜显示出良好的电解液吸收性能和热稳定性;电解液浸润的热处理PPESK隔膜相比Celgrad 2400PP隔膜具有更高的离子电导率(2.38mS/cm)和更低的界面电阻(170Ω);使用热处理PPESK隔膜装配的扣式电池展现出较高的充放电容量和稳定的循环性能。