非織造復(fù)合鋰離子電池隔膜的制備及其性能研究.pdf

1、隨著手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦等電子產(chǎn)品的飛速發(fā)展，以及全世界對(duì)于環(huán)境問(wèn)題的越加重視，綠色環(huán)保的鋰離子電池得到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。隔膜作為鋰離子電池的核心組成部分之一，影響著鋰離子電池的安全、壽命、成本等特性。熔噴非織造布具有價(jià)格低廉、耐熱性能好、孔隙率高等特點(diǎn)。為了制備安全性能高、成本更加低廉的鋰離子電池隔膜，本文以熔噴非織造布為基布，將無(wú)機(jī)納米 SiO2及聚偏氟乙烯（PVDF）粘合劑涂覆在非織造布上，制備非織造復(fù)合鋰離子電池隔膜。主

2、要從熔噴基布選擇的研究、SiO2及PVDF的涂覆工藝研究及與商用隔膜的性能進(jìn)行對(duì)比分析三個(gè)方面進(jìn)行了研究，主要結(jié)論如下：
　?。?）將克重分別為163.3 g/m2和154.2 g/m2，最大孔徑分別為11.7μm和8.9μm的兩種熔噴基布進(jìn)行基本性能測(cè)試，并且直接組裝成扣式鋰離子電池測(cè)試其電化學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)克重為154.2 g/m2最大孔徑為8.9μm的熔噴布可以實(shí)現(xiàn)電池的循環(huán)充放電。說(shuō)明具有一定孔徑大小及厚度的純?nèi)蹏姺强椩觳伎梢?/p>

3、直接用作鋰離子電池隔膜。但該熔噴基布的面密度及厚度較大，所組裝成的鋰離子電池需要活化才能實(shí)現(xiàn)正常循環(huán)，因此無(wú)法滿足高容量鋰離子電池的需求。
　?。?）采用三種薄型熔噴基布，研究其在經(jīng)過(guò)無(wú)機(jī)納米顆粒涂覆后用做鋰離子電池隔膜的可行性。經(jīng)過(guò)各項(xiàng)物理及電化學(xué)性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)此種方法可以有效降低非織造基布的孔徑，增強(qiáng)隔膜對(duì)于電解液的吸收性能，使其符合鋰離子電池隔膜的要求。并且三種隔膜中孔徑更低，強(qiáng)力更大的基布所制得的隔膜，其鋰離子電池的電化學(xué)性

4、能更優(yōu)。
　　（3）優(yōu)化SiO2及聚偏氟乙烯（PVDF）的濃度。分別選取2％、4％、6％、8％、10％濃度的SiO2以及0、0.5％、1％、2％、4％濃度的PVDF制成復(fù)合隔膜，對(duì)各種隔膜進(jìn)行表面結(jié)構(gòu)、孔徑、孔隙率等性能測(cè)試，并且組裝成扣式鋰離子電池測(cè)試其電化學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)當(dāng)納米SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)在6％左右是最合適的，PVDF質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于2％到4％之間時(shí)所制得的非織造復(fù)合隔膜最優(yōu)。
　?。?）將非織造復(fù)合隔膜與商用聚烯烴隔膜進(jìn)行

5、性能對(duì)比。測(cè)試結(jié)果表明：聚烯烴隔膜的孔徑遠(yuǎn)小于非織造復(fù)合隔膜的孔徑，但是其吸液量和孔隙率比非織造復(fù)合隔膜小。兩者組裝成鋰離子電池后，非織造復(fù)合隔膜的首次放電比容量為175.7 mAh/g，而聚烯烴隔膜的首次放電比容量為138 mAh/g。倍率性能方面，非織造復(fù)合隔膜在0.2C、0.5C、1C、2C的放電倍率下，其放電比容量皆高于聚烯烴隔膜。在循環(huán)性能方面，經(jīng)過(guò)30次充放電循環(huán)后，非織造復(fù)合隔膜可以保持99.1％的放電比容量，而聚烯烴隔膜