静电纺丝制备PAN%2fGMA纳米纤维锂离子电池隔膜研究论文.pdfVIP

静电纺丝制备PAN/GMA纳米纤维锂离子电池隔膜研究 丁军1孔瑛2*杨金荣3李鹏4孙海翔5史德青6侯影飞 中国石油大学 （华东）重质油国家重点实验室，青岛，266580 摘要：采用静电纺丝制备了聚丙烯腈/甲基丙烯酸缩水甘油酯(PAN/GMA)纳米纤维膜。分别采 用扫描电子显微镜和电化学工作站对PAN/GMA的结构和性能等进行分析测试。研究表明： 制备的PAN/GMA纳米纤维膜表面纤维分布均匀，纤维直径在40-220nm之间；孔隙率为65％。 PAN/GMA较低的结晶度和高的孔隙率使得微孔的PAN/GMA具有较高的吸液率，吸液率高 达463％;室温离子电导率达1.354mScm-1。PAN/GMA纳米纤维膜具有较低的热收缩率和较 好的耐热性，从而可以提高锂电池的安全性。 关键词：静电纺丝 ; 丙烯腈/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物 ; 隔膜 ; 锂离子电池 主题C功能高分子与高分子新材料 2012年10月16日一20日中国·武汉 进速度为0．1础，调节施加电压为30kV。以直接接地的铝箔为接受体：控制纺丝时间为4 h。采用日立S_4800冷场扫描电镜观察PAN／GMA纳米纤维膜表面：孔隙率和吸液率采用吸 液法测试，离子电导率采用交流阻抗法测试，具体操作见参考文献【4】。 2．结果与讨论 维膜是由大量随机堆砌、复杂交错的超细纤维组成，呈现疏松均匀的多微孔结构。制备的 膜的孔隙率为65％；而传统的聚烯烃隔膜的孔隙率在30％．50％之间。 图lPANGMA纳米纤维表面SEM图 图2为PAN，GMA纳米纤维膜时间对吸液率的曲线。由图2可知，PAN／GMA纳米纤维 膜具有较好的吸液率和较快的吸液速率，4111in达到饱和，吸液率高达463％。这是由于 黜N／GMA具有较低的结晶度和高的孔隙率，使得PAN／GMA纳米纤维膜具有较好的吸液能 min才接近饱和。 力。而Celgard隔膜的吸液率只有150％，7 ：厂7一] 一{ ／／7。 一，，t：嚣：裟…。№。。! 一零～卫3d：芏6I里s 趁二二：一 荤◆{坦二j h∞Imh) 司ohm) 图2艄N肥MA纳米纤维膜的吸液率图 图3PAN／GMA纳米纤维膜交流阻抗谱图 的离子电导率数据列于表1中。由表l可以看出，PAN／QMA纳米纤维膜的离子电导率为1．354 mS锄‘1)要高5．6倍。 mScm～，比celgard隔膜的离子电导率(0．266 424 PAN/GMAElectrospinningNanofiberSeparatorforLithium-ion Battery DINGJun1KONGYing2YANGJinrong3LIPeng4SUNHaixiang5SHIDeqing6 HOUYingfei7 StateKeyLaboratoryofHeavyOilProcessing,ChinaUniversityofPetroleum(EastChina), Qingdao266580,China ABSTRACT:Polyacrylonitrile/Glycidylmethacrylateeopolymernanofibermembranewasprepared byelectrospinning.ThestructuresandpropertiesofthePAN/GMAnanofibermembranewere characterizedbyScanningElectronicMicroscope(SEM)andElectrochemicalworkstation.The researchshowedthatthenabofiberofPAN/GMAmembrane