同轴静电共喷纺及其在锂离子电池复合隔膜改性中的应用

作     者：任婕 刘太奇 郑玄之 安雪 谢成西 吴飞翔 Jie Ren;Taiqi Liu;Xuanzhi Zheng;Xue An;Chengxi Xie;Feixiang Wu

作者机构：北京石油化工学院环境材料研究中心北京102617 北京化工大学材料科学与工程系北京100029 

出 版 物：《高分子材料科学与工程》 (Polymer Materials Science & Engineering)

年 卷 期：2024年第40卷第3期

页      面：125-132页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：科研基地-科技创新平台-新材料研究与开发(11011021001) 

主　　题：同轴静电共喷纺 复合 隔膜 孔隙率 

摘      要：文中介绍了一种制备纳米复合膜的方法——同轴静电共喷纺。首先组装了由外喷嘴和内喷嘴构成的同轴共喷纺装置,将静电纺丝与静电喷涂结合起来,利用该技术制备纳米纤维/颗粒复合膜。将聚偏氟乙烯(PVDF)/SiO_(2)溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,从外喷口制备颗粒;PVDF溶于DMF和丙酮混合物中,从内喷口制备纤维,成功制备了同时含颗粒和纤维的PVDF&PVDF/SiO_(2)复合膜,复合膜中颗粒的平均粒径为2.01μm,纤维平均直径为0.43μm。然后将PVDF&PVDF/SiO_(2)复合膜原位涂覆在商用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)隔膜上,从而制备了一种新型锂离子电池复合隔膜。测试结果表明,该复合隔膜的孔隙率为85.96%,比UHMWPE基材膜的37.85%有明显的提高,纵向收缩率由7.28%降低到5.26%,复合隔膜接触角由48.55°降低到14.93°。与未改性的商用隔膜相比,同轴静电共喷纺制备的复合隔膜首次充放电比容量由107.8 mAh/g提高到122.4 mAh/g,经50次循环后,仍具有良好的循环稳定性。