张红涛
,
胡昊
,
顾波
,
张恒源
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160612.020
针对传统聚烯烃类锂离子电池隔膜的耐温性差和电解液亲和性差的问题,本实验以微孔沸石纳米粒子和聚偏氟乙烯树脂(PVDF)为主要原料,通过相转化法制备了综合性能优异的沸石/PVDF复合锂电隔膜.结果表明:与商用聚乙烯(PE)膜相比,所制备的沸石/PVDF复合隔膜具有更加发达的孔道结构,其孔隙率超过70%,约为PE膜的2倍.沸石/PVDF复合膜的耐高温性和电解液润湿性明显优于PE膜和纯PVDF膜,经过160℃、0.5 h的高温处理后,复合膜的热收缩率仅为5%,而PE膜已完全融化,收缩率达到100%,PVDF膜收缩率超过50%;沸石/PVDF复合膜的电解液接触角仅为7.4°,而PE膜和PVDF膜的接触角高达42.5°和31.7°.受益于丰富的孔道结构和良好的电解液吸收/保持能力,沸石/PVDF复合膜所装配锂离子电池的倍率放电容量高于PE膜,同时,该复合膜装配电池的循环性能也优于传统聚乙烃隔膜.
关键词:
复合隔膜
,
沸石粒子
,
聚偏氟乙烯
,
相转化法
,
电化学性能
步爱秀
,
谭勇
,
方若翩
,
李峰
,
裴嵩峰
,
任文才
新型炭材料
隔膜是锂离子电池的重要组成部分,对隔膜进行材料及结构的优化可以提高锂离子电池的性能.通过在普通商用聚丙烯(PP)隔膜表面构建多孔石墨烯/聚偏氟乙烯功能层的方式获得了复合隔膜材料,通过涂布及常温液相处理的方法调控涂层的孔隙结构,使复合隔膜对电解液的吸附性能明显提高,功能层使复合隔膜具有优异的离子透过性和单侧(石墨烯层)导电性.与采用普通聚丙烯隔膜相比,功能层复合隔膜在低倍率(0.5 C)下的电极材料容量发挥相当.而在高倍率(5 C)下,功能层复合隔膜下,电池容量发挥非常突出,并且600次循环后的容量保持率接近100%,而采用常规PP隔膜,电池材料则容量快速衰减失效.
关键词:
锂离子电池
,
复合隔膜
,
石墨烯/聚偏氟乙烯
,
孔隙结构调控
,
离子电导率
