基于電紡納米纖維的鋰電隔膜研究.pdf

1、隔膜置于鋰離子電池正負極之間，即可防止正負電極直接物理接觸，也為鋰離子提供正負電極間的傳輸通道。它的結構嚴重影響電池界面結構和內阻等。電紡納米纖維膜以其高孔隙率特質在鋰離子電池應用中大大提高電池性能，未來將成為隔膜的主要形式之一，但其力學強度和安全性方面依舊存在不足，論文主要圍繞這兩個方面分別展開研究。
　　論文先以聚偏氟乙烯(PVDF)納米纖維膜為研究對象，研究了PVDF納米纖維膜的主要電紡工藝參數對納米纖維直徑及形貌的影響，包

2、括溶劑比、溶液濃度、偏置電壓、工作距離和供給速率。研究結果表明，溶劑DMF和工作距離的增加使得納米纖維直徑變小，而濃度、電壓以及供液速率的增加則導致纖維直徑變粗。PVDF納米纖維膜具有高孔隙率、吸液率以及離子電導率等特性使得其放電比容量衰減小。經100循環(huán)后，PVDF隔膜電池的放電比容量衰減僅為8.2％。
　　研究提高PVDF納米纖維膜力學性能的兩種方法。通過熱處理使得PVDF納米纖維間相互粘結，在不損壞電紡膜基本結構的前提下將P

3、VDF納米纖維膜的最大拉伸強度提高了25倍左右，由0.68MPa強化至17.43MPa。采用PET/PVDF復合膜也可提升強度，且具有較高力學性能，最高力學拉伸強度達到34.85MPa。
　　論文提出采用PI/PVDF/PI（聚酰亞胺）三明治結構納米纖維膜作為可實現自閉功能的高安全性隔膜。研究結果顯示，電紡納米纖維膜180℃下熱縮率小于3％，表現出高熱穩(wěn)定性以及低熱縮率。將其應用于鋰離子電池，經100循環(huán)后，電池依舊保持初始放電容