DOI: 10.1016/j.electacta.2021.138776

在这项工作中，研究者直接在锂离子电池石墨负极表面上制备了聚丙烯腈（PAN）纳米纤维隔膜，从而形成了一种整合式隔膜/负极组件（SA）。一方面，PAN纳米纤维隔膜的多孔结构和极性表面使SA具有优异的电解质亲和力和润湿性。另一方面，石墨负极和纳米纤维隔膜界面处的互锁结构增强了隔膜的力学和热稳定性以及界面兼容性。结果表明，由于纳米纤维隔膜和石墨负极之间的耦合效应，SA具有约0°的电解质接触角，在150℃下保存0.5h的热收缩率小于2％。与普通LiCoO2/聚烯烃隔膜/石墨电池相比，上述优点使LiCoO2/SA全电池具有更好的充放电速率（与0.5C时相比，32.0C时的容量保持率为44.3％）和循环性能（0.2C下循环200次后的容量保持率为98.0％），以及更高的热阻。综上，本研究提供了一种先进的隔膜/负极组件及其相应的制备方法，为提高锂离子电池充放电性能和组装效率提供了一种新的策略。

图1.石墨负极（A,A'）、SA06（B,B'）和SA40（C,C'）的SEM图像（表面和横截面）。

图2.不同隔膜的平均孔径和孔隙率（A）以及不同样品的拉伸强度（B）。

图3.（A）不同样品的电解质润湿性以及（B）不同隔膜的电解质吸收和（C）保持率与时间的函数关系。

图4.PE、PAN隔膜的（A）DSC和（B）TG曲线以及（C）不同样品在150℃下热处理30分钟前后的照片。

图5.（A）SA40的横截面SEM图像，（B）当前和（C）常规隔膜-电极界面的示意图，以及（D和E）隔膜-铜箔和隔膜-石墨负极的界面粘合强度。

图6.（A,B）SA40电池（SAB）和常规电池（CB）的第一次循环充放电曲线，（C）充放电速率和（D）循环容量保持率。

图7.SA40电池（SAB）和常规电池（CB）在200次循环之前（A）和之后（B）的交流阻抗谱。

图8.（A）SA40电池（SAB）和常规电池（CB）的放电容量保持率与温度的函数关系，以及（B）120℃下其开路电压与时间的函数关系。