一、背景 |
隔膜是获得安全电池的重要组成部分,其主要功能是在调节电池动力学和离子流的同时防止电极之间的电子接触。隔膜必须多孔、薄、机械强度高,化学和尺寸稳定,具有最小收缩率和高润湿性。虽然锂离子电池的容量由电极材料决定,但众所周知,隔膜会影响电池的性能。常规微孔聚烯烃隔膜具有适当的化学稳定性、合适的厚度和足够的机械强度,但它们具有较低的熔点、较低的孔隙率、较差的润湿性和较高的介电常数。这些缺点导致了一些性能问题,例如相对高的电池电阻和短的寿命。 静电纺丝纤维隔膜虽然在工作条件下表现出10-3Scm-1的高离子电导率,但是制作出的隔膜机械强度较差。静电纺纳米纤维膜本身就很弱,无法承受电池组装过程中缠绕操作产生的巨大张力。为了克服现有技术中凝胶电解质隔膜力学性能不足方面存在的缺点,本发明的首要目的在于提供一种静电纺丝凝胶电池隔膜的制备方法;该方法步骤简单,无需在聚合物溶液中浸泡处理制备出高吸液率、高离子电导率、良好力学性能的凝胶电池隔膜。 |
二、实验步骤 |
1、在室温下,选用聚偏氟乙烯粉体和聚丙烯腈共混溶于丙酮:N ,N-二甲基甲酰胺摩 尔比为3:1的混合溶液中,制得质量分数为8wt%的溶液,其中聚偏氟乙烯的质量含量为 30%,聚丙烯腈为70%;50℃水浴搅拌24h,得到均一纺丝液; |
2、在20kV的电压下,以聚丙烯熔喷非织造布为接受底基,接收距离为10cm,对其双面静电纺丝得到共混聚合物复合膜,通过 125℃的光辊热压; |
3、随后将热处理后的复合隔膜放入涂布机涂覆含有10wt%的氧化铝的有机硅改性丙烯酸乳液,有机硅改性丙烯酸乳液的固含量为10%,涂布速度为2m/min,最后放入烘箱中60℃烘6小时,即得到静电纺丝凝胶电池隔膜。 |