静电纺丝法制备PAN/SIS复合型锂离子电池隔膜的研究
2021-03-05唐成玉
绝缘材料 2021年2期
唐成玉,何 宇,李 琳,刘 平,陈 建
(四川轻化工大学 材料科学与工程学院 材料腐蚀与防护四川省重点实验室,四川 自贡 643000)
0 引言
锂离子电池自1991年商业化以来,因具有较高的能量密度、环境友好、较长的使用寿命、良好的循环和倍率性能等优点,成为研究者们的研究热点[1-3]。锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解液组成,其中隔膜作为关键材料之一,主要对正、负极起隔绝的作用,以防止电池正、负极之间直接接触而发生短路,同时为锂离子在正、负极之间穿梭提供通道[4]。
静电纺丝技术主要是聚合物在高压电场力的作用下,溶液发生喷射、拉伸成丝,经溶剂挥发,得到纤维状材料的一种方法。由静电纺丝技术制备的纤维膜,在服装、吸附、碳纤维、传感器等领域得到了广泛的应用[5-6]。并且静电纺丝技术制备的纤维膜,纤维与纤维之间能够无序搭接在一起,进而提高了隔膜的孔隙率,隔膜的孔隙越多,其亲液性也越好[7]。随着静电纺丝技术的快速发展,研究人员采用聚丙烯腈(PAN)[8]、聚偏氟乙烯(PVDF)[9]、聚酰亚胺(PI)[10]、聚芳醚酮(PPEK)[11]、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)[12]等聚合物制备纤维膜,但往往由于纤维与纤维之间搭接松散,力学性能较差。为此,研究人员采用热处理、溶剂蒸汽等制备交联型隔膜等[13]。本研究采用静电纺丝法在PAN中添加苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)制备交联型的纤维膜,主要探究SIS的添加量对电池隔膜性能的影响。
1 实验
1.1 试剂与仪器
PAN,数均分子量为20万,上虞吴越经贸有限公司;SIS,工业级,YE-1105,湖南岳阳巴陵石化有限公司;……
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