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随着新能源汽车的发展,锂离子电池的性能得到了极大的关注。隔膜作为锂离子电池的三大重要组成部分之一,已成为近几年的研究重点。其中,提高电池的安全性是发展锂离子电池的重中之重。就目前来说,商业化隔膜的种类通常为聚烯烃类。这一类隔膜由于其韧性较好,电化学性能较为稳定等因素,被广泛应用于锂离子电池的生产中。首先从电池的安全性来说,聚烯烃类隔膜的热稳定性能较差,在电池温度升高时,隔膜容易被刺穿,而且会发生变形,导致隔膜与正负极的接触面积变小,引起正负极接触,造成电池短路。其次,普通的聚烯烃类隔膜的浸润能力较差,当其与电解液接触时,由于浸润性差等缺点,限制了电池在高倍率下的充放电速率,影响电池的电化学性能。因此,寻找热稳定性良好以及电化学性能优异的隔膜成为研究的重点。沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIFs)是一种特殊的骨架材料,具有较大的孔隙率,因此可以作为锂离子电池隔膜。此外ZIFs还具有良好的热稳定性,在较高的温度下仍能保持结构稳定,防止电池出现短路。本文以ZIFs为基底制备锂离子电池隔膜,并深入研究ZIFs基隔膜的电化学性能,主要研究内容如下:(1)通过将沸石咪唑酯骨架结构ZIF-4制成料浆直接涂覆于电极材料Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2上,制备出电极支撑膜,对隔膜的孔隙率、吸液率以及浸润性等性能进行测试表征。结果表明,与传统的聚丙烯(PP)隔膜材料相比,ZIF-4隔膜的孔隙率以及吸液率等性能明显优于PP隔膜,且ZIF-4隔膜对电解液具有较好的浸润性能与保液性能。通过离子电导率测试可以发现,ZIF-4隔膜的离子电导率较高。同时使用ZIF-4隔膜的电池具有良好的电化学性能,在1 C(150 mAh g-1)放电倍率下,其放电容量明显高于使用PP隔膜的电池。通过高温性能测试结果表明,ZIF-4隔膜的热稳定性优于PP隔膜,在高温下没有发生形变,这对于提高电池的安全性具有重要意义。(2)通过水热法制备隔膜材料沸石咪唑酯骨架结构ZIF-8,并将其直接涂覆于NCM正极材料的表面,测其孔隙率以及吸液率、保液率等性能。通过测试发现,ZIF-8隔膜的物理性能较为优异。并且ZIF-8隔膜的电导率明显高于PP隔膜。通过对其电化学性能测试发现,ZIF-8隔膜具有良好的循环稳定性以及较高的放电比容量,对提高电池整体容量具有重要意义。将由ZIF-8隔膜组成的电池置于55℃的温度下进行高温测试发现,ZIF-8隔膜所表现出了优异的电化学性能。因此,ZIF-8隔膜展现出了的良好热稳定性,这对于提高电池的安全性能提供了重要的保障。(3)在上面两项的研究基础上,将具有较为优异的物理以及电化学性能的ZIF-8与传统的PP隔膜结合,实现对PP隔膜的表面改性。结果显示改性后的隔膜与未改性处理的隔膜相比,具有优异的电化学性能,其与电解液的浸润能力也得到较大的提高,并有效增加了对电解液的吸收以及保液能力,提高了电池的容量以及循环稳定性。测试发现,在循环200次之后,使用经过改性处理的PP隔膜的电池稳定性以及放电比容量都明显优于未经过改性处理的PP隔膜。