DOI: 10.1016/j.matchemphys.2022.126354

锂离子电池（LIBs）作为下一代能源解决方案受到了极大的关注，但目前所有的组件都需要改进，以满足对中/高功率密度和容量的LIBs的要求。特别是，应该重新考虑作为隔膜的拉伸烯烃膜，因为它在孔径和电解质润湿性方面存在固有的限制，这与LIBs的快速充电/放电速率直接相关。电纺非织造纳米纤维网被认为是改善锂离子传输的一种有希望的候选材料。然而，在实际应用中应该考虑以下几个特征，例如电纺非织造纤维网的生产率（和成本）、力学性能和相应的安全性。本研究采用无针静电纺丝制备了由PVDF基复合纳米纤维组成的电纺非织造网，并将其用作LIBs隔膜。无针静电纺丝可使其生产率比传统静电纺丝至少提高8倍以上。此外，该方法有利于将胶体无机填料掺入非织造纤维网中，从而提高机械强度和电解质润湿性。研究表明，与烯烃隔膜相比，使用该非织造隔膜的LIBs显示出更优的电化学性能。

图1.a）通过无针静电纺丝法制备隔膜的示意图。b）本研究中非织造隔膜的结构（PET厚度为10μm）。

图2.a）PVDF和b）PVDF/SiO2纳米纤维垫的SEM图像和EDS光谱。

图3.（a）PP、PVDF和PVDF/SiO2的热收缩照片以及（b）PVDF和PVDF/SiO2的拉伸强度条形图。（c）PP、PVDF和PVDF/SiO2静态接触角的数字图像。

图4.PVDF和PVDF/SiO2电纺非织造布的FTIR-ATR光谱。

图5.PP、PVDF和PVDF/SiO2的电解质吸收和孔隙率条形图。

图6.测定离子电导率、电化学稳定性和锂迁移数等电化学性能。（a）PVDF/SiO2隔膜在含1M LiPF6的EC/DEC（3:7）+10wt%FEC电解液中的EIS数据。（b）PP和PVDF/SiO2隔膜在含1M LiPF6的EC/DEC（3:7）+10wt%FEC电解液中的离子电导率和（c）LSV曲线。（d）PVDF/SiO2隔膜在含1M LiPF6的EC/DEC（3:7）+10wt%FEC电解液中的CV曲线。（e）PVDF/SiO2隔膜在含1M LiPF6的EC/DEC（3:7）+10wt%FEC电解液中的奈奎斯特图和（f）计时电流图。

图7.由PP和PVDF/SiO2隔膜与含1M LiPF6的EC/DEC（3:7）+10wt%FEC电解液构成的NCM 811//石墨全电池的电化学性能。（a）配备PP和PVDF/SiO2隔膜的全电池在0.05C下的首次充电放电曲线。（b）配备PP和PVDF/SiO2隔膜的全电池在不同C率下的倍率性能。（c-d）配备PP和PVDF/SiO2隔膜的全电池在0.5C和2C下的循环性能和库仑效率。