基于芳砜綸材料的高安全性鋰離子電池隔膜的研究.pdf

1、日益加劇的能源短缺及嚴(yán)重的環(huán)境污染使得電動汽車行業(yè)的發(fā)展迫在眉睫，這對其儲能系統(tǒng)鋰離子電池在高功率和高安全性方面也提出了更高的要求。
　　本論文主要是從鋰離子電池的高安全性能出發(fā)，基于芳砜綸(PSA)材料制備新一代隔膜，并對所制得隔膜進(jìn)行一系列性能表征，說明PSA基隔膜在孔隙率、電解液潤濕性、熱穩(wěn)定性、電化學(xué)穩(wěn)定性、倍率性能和循環(huán)性能等材料特征方面都優(yōu)于商品化聚丙烯隔膜(Celgard2500)。主要包括以下內(nèi)容:
　　1.

2、采用單軸靜電紡絲PSA無紡布及后處理涂覆SiO2的過程制備得到具有多孔結(jié)構(gòu)的SPN復(fù)合隔膜。性能表征結(jié)果說明該復(fù)合隔膜具有良好的孔隙率、透氣性、吸液性和拉伸強(qiáng)度等;在200℃的高溫下該SPN復(fù)合隔膜也能長時(shí)間保持尺寸穩(wěn)定;電化學(xué)穩(wěn)定窗口可以達(dá)到5.0V(vs.Li+/Li);在常溫時(shí)，該復(fù)合隔膜浸泡電解液后的離子電導(dǎo)率為2.1×10-3Scm-1;以該SPN復(fù)合隔膜組裝的LiCoO2/C全電濁在倍率性能和循環(huán)性能方面上都要優(yōu)于以商品化C

3、elgard2500隔膜組裝的全電池。進(jìn)一步表征以SPN復(fù)合隔膜組裝的LiFePO4/Li半電池在高溫120℃下的循環(huán)性能，結(jié)果表明以SPN復(fù)合隔膜組裝的半電池在高溫循環(huán)40圈后的放電容量保持率仍可高達(dá)93％。證明了SPN復(fù)合隔膜可以應(yīng)用在高溫安全性的鋰離子電池中。
　　2.采用同軸靜電紡絲工藝以具有耐高溫性質(zhì)的PSA為核層，以具有優(yōu)異電化學(xué)穩(wěn)定性的PVDF-HFP為殼層制備具有核殼結(jié)構(gòu)的PSA@PVDF-HFP無紡布復(fù)合隔膜，使

4、兩者的特性很好的結(jié)合，起到剛?cè)岵?jì)的效果。性能表征結(jié)果說明該復(fù)合隔膜具有高孔隙率、良好的透氣性、潤濕性、力學(xué)性能和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性;在常溫時(shí)，該P(yáng)SA@PVDF-HFP無紡布復(fù)合隔膜浸泡電解液后的離子電導(dǎo)率為1.97×10-3Scm-1;電化學(xué)穩(wěn)定窗口可以達(dá)到5.1V（vs.Li+/Li）;以該復(fù)合隔膜組裝的LiCoO2/C全電池具有優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)性能。上述特征說明了同軸PSA@PVDF-HFP復(fù)合隔膜是一種很有潛力的鋰離子電池隔膜