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研究与设计
聚乙烯基耐高温锂电池隔膜的制备及表征
罗化峰,乔元栋
(大同大学煤炭工程学院矿业工程系,山西大同037003)
摘要:以聚乙烯(PE)微孔膜为基膜,利用简单的浸渍涂覆法在其表面复合聚偏氟乙烯(PVDF)功能层,并用碱液对功能层
进行处理,获得复合膜。对所制备复合膜的形貌、结构、吸液性和耐热性等基本性能进行表征,并对该隔膜进行电池充放
电性能测试。结果表明,相比PE基膜,复合膜具有更加发达的表面网状孔结构,该多孔结构显著提升了隔膜的电解液性
能,其吸液率达到165%,较PE膜提高近50%。同时,该隔膜显示出较好的耐热性,如经过130℃、60min的热处理后
其热收缩率只有1.5%。鉴于上述优良特性,该复合膜装配的锂离子电池显示出良好的循环容量保持性和倍率放电性
能。
关键词:隔膜;PVDF涂层;润湿性;安全性;电化学性能
中图分类号:TM912文献标识码:A文章编号:1002-087X(2017)12-1703-03
PreparationandcharacterizationofPE-basedthermal-resistantseparator
forlithium-ionbatteries
LUOHua-feng,QIAOYuan-dong
(CoalEngineeringDepartment,CoalEngineeringCollege,DatongUniversity,DatongShanxi037003,China)
130℃
astheratedischargecapabilityandcyclingperformance.
锂离子电池是综合性能优异的动力/储能电池,隔膜对其覆聚乙烯醇树脂溶液改善基膜的电解液亲和性,获得了电池
[7]
能量密度、功率密度、循环寿命和安全性等具有重要影响,成综合性能良好的锂电隔膜。Ryou等利用仿生技术,使多巴胺
[1]
为制约锂离子电池发展的关键材料。在聚乙烯膜表面原位聚合,获得改性隔膜的电解液润湿性明
目前,商业化锂电池隔膜主要为聚烯烃类微孔膜,该类隔显增强,离子传递效率较基膜提高近一倍,进一步改善了电池
膜具有成本低、化学稳定性好及制备工艺成熟等优点,已广泛的倍率放电容量保持性。但是,上述隔膜改性工艺相对较复
应用于各类锂离子电池。但是,由于聚烯烃材料低表面能的特杂、材料成本较高,难以规模化制备。
性,该类隔膜对极性电解液的润湿性较差,限制了电池循环寿本文以提高隔膜的耐高温性和电解液亲和性为目的,利
命的提高;同时,聚烯烃材料的熔点相对较低,导致该类隔膜用浸渍涂覆法在聚乙烯基膜表面复合具有多孔结构的聚偏氟
的耐热性较差,如PE膜在约135℃时即发生严重收缩甚至熔乙烯功能涂层,并进一
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