鋰離子電池用非織造復(fù)合隔膜的制備及性能研究

鋰離子電池用非織造復(fù)合隔膜的制備及性能研究

離心電池中的襯底隔為正和負(fù)，并允許li。本文作者采用成本低、無污染的熔噴法制備非織造布,并涂覆SiO1實驗1.1非織復(fù)合膜的制備分別稱取4%、6%和8%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的SiOSiO1.2性能試驗1.2.1海產(chǎn)觀察隔膜的表面和截面形態(tài)觀察用TM3000LV掃描電子顯微鏡(上海產(chǎn))觀察隔膜的表面和截面形態(tài);用Porometer3G孔徑測試儀(美國產(chǎn)),測試隔膜的平均孔徑和孔徑分布。1.2.2孔隙率的測定將隔膜裁剪成50mm×50mm,稱重后在甲基硅油(上海產(chǎn),201-5型)中浸漬3min,用濾紙拭去表面余液。孔隙率用式(1)計算?？紫堵?(V將隔膜裁剪成直徑為19mm的圓片,在電解液1mol/LLiPF吸液率=(W-W1.2.3干燥前后樣品面積將10cm×10cm的隔膜分別在100℃、120℃、140℃和160℃下干燥30min,測量處理前后樣品的面積。熱收縮率為熱處理后減少的面積與熱處理前面積的百分比。1.2.4對電壓效應(yīng)的評價按照文獻(xiàn)[9]的方法,以LiCoO2結(jié)果與討論2.1涂層材料對隔熱性能的影響2.1.1非織造基布與聚烯烴隔膜的sem分析圖1為制備的非織造復(fù)合隔膜的SEM圖。從圖1可知,納米粒子滲透進(jìn)了熔噴基布的空隙間,且隨著濃度的增大,納米粒子滲透得越充分,但過高的濃度導(dǎo)致了納米粒子的團(tuán)聚。圖2為非織造基布與聚烯烴隔膜的SEM圖。從圖2可知,聚烯烴隔膜的孔徑僅為0.105~0.155μm。相比于非織造復(fù)合隔膜,聚烯烴隔膜具有更小的孔徑。熔噴非織造基布的纖維很細(xì)且分布均勻,纖維之間的空隙較大。2.1.2膜的孔徑分布非織造基布、聚烯烴隔膜及3種復(fù)合隔膜的最大孔徑、最小孔徑和平均孔徑列于表1,孔徑分布見圖3。從表1及圖3可知,熔噴非織造布在經(jīng)過納米SiO2.1.3液量的確定非織造基布、聚烯烴隔膜及3種復(fù)合隔膜的孔隙率、吸液量列于表2。從表2可知,熔噴非織造基布的孔隙率達(dá)82.8%,原因是熔噴非織造工藝使基布具有纖維細(xì)、孔隙多且尺寸小的優(yōu)點,在表面涂覆納米SiO2.2帶的電池性能1號隔膜的孔徑太大,組裝的電池?zé)o法循環(huán),因此未進(jìn)行性能測試。2.2.1隔膜組裝的容量2、3號非織造復(fù)合隔膜及聚烯烴隔膜組裝的電池的首次放電曲線見圖4。從圖4可知,2號、3號非織造復(fù)合隔膜和聚烯烴隔膜組裝的電池放電比容量分別為175.7mAh/g、141.8mAh/g和138.0mAh/g。從放電容量而言,非織造復(fù)合隔膜的性能較好,原因是非織造復(fù)合隔膜以孔隙率較大的熔噴非織造布為基布,又使用極性很強(qiáng)的PVDF作為粘結(jié)劑,具有疏松多孔的結(jié)構(gòu),載流子能夠更好地在隔膜間遷移,完成電池反應(yīng)。對于不同SiO2.2.2放電比容量2、3號非織造復(fù)合隔膜及聚烯烴隔膜組裝的電池的倍率性能見圖5。從圖5可知,各電池在不同倍率下均保持著穩(wěn)定的放電比容量,同時,隨著放電倍率的增加,放電比容量下降明顯。2號非織造復(fù)合隔膜組裝的電池在相同的倍率下,放電比容量總是高于聚烯烴隔膜組裝的電池。在2.0C的放電倍率下,聚烯烴隔膜組裝的電池放電比容量下降至85mAh/g左右,而2號非織造復(fù)合隔膜組裝成的電池,基本上能保持在102mAh/g。非織造復(fù)合隔膜組裝的電池,在0.2C、0.5C、1.0C及2.0C倍率下的放電比容量均高于聚烯烴隔膜組裝的電池,說明非織造復(fù)合隔膜的性能優(yōu)于聚烯烴隔膜;同時,2號隔膜的倍率性能優(yōu)于3號隔膜。2.2.3聚烯烴隔膜組裝的電池的放電性能非織造復(fù)合隔膜及聚烯烴隔膜組裝的電池的循環(huán)性能見圖6。從圖6可知,2號非織造復(fù)合隔膜組裝的電池,在循環(huán)過程中的放電比容量基本都高于聚烯烴隔膜組裝的電池,且經(jīng)過30次循環(huán)后,非織造復(fù)合隔膜組裝的電池的放電比容量依然保持在172.8mAh/g,保持率為99.1%,而聚烯烴隔膜組裝的電池為149.8mAh/g,保持率為97.9%。受實驗條件影響,非織造隔膜組裝的電池循環(huán)性能不太穩(wěn)定,但總體循環(huán)性能優(yōu)于聚烯烴隔膜。相比于2號隔膜,3號隔膜循環(huán)20次就無法繼續(xù)循環(huán),因此2號隔膜的循環(huán)性能更好。2.3隔膜的熱收縮率2號非織造復(fù)合隔膜與聚烯烴隔膜耐熱性能對比的結(jié)果見圖7、圖8。從圖7可知,非織造復(fù)合隔膜在100℃、120℃、140℃和160℃下的熱收縮率均為0,而聚烯烴隔膜的熱收縮率不斷增大,在160℃下達(dá)到91