SiO2/PEI基电纺纤维电池隔膜的制备及其性能研究

来源 :哈尔滨理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:venus521
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锂离子电池具有无记忆效应、能量密度高、工作电压高、使用寿命长及绿色环保无污染等优点,成为各类电子产品的主力电源。目前隔膜成为制约电池快速发展的瓶颈。静电纺丝是一种最为简便的纳米纤维制备方法之一,通过这种方法制备的纳米纤维薄膜具有比表面积大、孔隙率高、孔径较小等优点,是当前锂离子电池隔膜研究的重要方向之一。本文采用静电纺丝法制备了聚醚酰亚胺(PEI)纳米纤维膜,并且在原膜的基础之上进行了改性,采用原位生成的方式在PEI纤维表面复合了一层SiO2无机壳层,本文采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、动态接触角测试、循环寿命、倍率性能及离子电导率、电化学窗口等测试,对复合薄膜的微观形貌,元素组成,电解液亲和性,电池性能,电化学性能进行了表征,分析处理前后薄膜性能变化,并且以上性能都与商业隔膜Celgard 2325进行了对比。结果表明,PEI-SiO2薄膜对比未经处理的纯PEI薄膜和商业隔膜表现出了更加优异的电解液亲和性,将电解液全部吸入仅需0.5 s,耐热性也更出色,在200℃下热收缩率为0,电化学窗口达到5.5 V,50次循环后容量保持率高达98.6%,在8C的放电倍率下容量保持率高达79.2%本文利用乳液聚合法在Si02微球表面包覆一层聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),制备出具有核壳结构的PMMA@Si02微球,并对制得的微球进行扫描电子显微镜、透射电子显微镜、亲水角测试,经测量Si02微球平均直径为0.16μm,PMMA@SiO2微球平均直径为0.31 μm,壳层平均厚度为75 nm。并将微球涂覆在PEI薄膜表面,涂覆后薄膜性能得到显著提高,平衡吸液率高达741.4%,将电解液完全吸入的时间为1.3 s,并且显示出比较好的电化学性能和电池性能。
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