DOI: 10.1007/s10853-022-07343-0

隔膜是提高锂离子电池（LIBs）安全性和充放电性能的关键部件。然而，商用聚烯烃隔膜的耐热性和阻燃性较差，容易增加短路和热失控的风险，从而影响锂离子电池的安全性、使用寿命和充放电性能。在此，研究者通过静电纺丝制备了含有机蒙脱石（OMMT）的聚酰亚胺（PI）隔膜。与市售Celgard 2500隔膜相比，制备的PI/OMMT复合隔膜表现出优异的电解质润湿性、高达250℃的热尺寸稳定性、良好的阻燃性、较宽的电化学稳定性窗口（5.0V）和较高的离子电导率（0.77mS/cm）。此外，采用PI@OMMT隔膜的纽扣电池在1c下循环100次后仍具有131mAh/g的放电容量和97%的容量保持率，远高于Celgard 2500隔膜（107mAh/g和80%）。上述优异的特性使其成为具有高电化学性能和安全性的锂离子电池隔膜的理想候选。

图1.PI@OMMT隔膜的制备过程示意图。

图2.PI、PI@OMMT和OMMT的FT-IR光谱。

图3.a）PI以及b-d）具有不同OMMT含量的PI@OMMT纳米纤维的SEM图像和直径分布；e）PI@OMMT纳米纤维的TEM图像，图中箭头表示OMMT层；f）C元素、g）N元素、h）O元素、和i）Si元素的元素映射分析。

图4.a）不同隔膜的电解液接触角；b）添加一滴电解液1s、5s和10s后不同隔膜的照片。

图5.不同隔膜的a）TG曲线和b）DSC曲线；c）不同隔膜阻燃实验的照片。

图6.a）PI和复合隔膜的应力-应变曲线；b）PI/M3隔膜机械柔性实验的照片。

图7.a）不同隔膜的奈奎斯特图；b）图7a中放大的绿色方块区域；c）各种隔膜的界面阻抗图；d）各种隔膜的电化学窗口图。

图8.a）使用Celgard 2500、PI和PI/M3隔膜的电池在1C下的循环性能；b）使用Celgard 2500、PI和PI/M3隔膜的电池的倍率性能。c）PI@OMMT隔膜中离子传输的示意图。