鋰離子電池聚丙烯隔膜的表面改性及其性能研究.pdf

1、鋰離子電池的聚丙烯(PP)隔膜具有化學性質(zhì)穩(wěn)定，耐腐蝕能力強，膜孔高溫自閉合等特點。但聚丙烯隔膜耐熱能力、吸液保液能力較差，孔隙不均，這嚴重影響鋰離子電池的高倍率充放電特性和循環(huán)壽命，甚至是安全性能。
　　為提高聚丙烯隔膜的耐熱性能、吸液保液性能，改善聚丙烯隔膜的孔隙分布狀態(tài)，提高聚丙烯隔膜組裝的鋰離子電池的循環(huán)充放電性能、高倍率充放電性能，本文利用多巴胺(DA)氧化聚合生成聚多巴胺(PDA)過程中產(chǎn)生的超強粘附力，將SiO2納米

2、粒子、SiO2納米管、SiO2空心球固定到PP隔膜上，制備了SiO2/PDA/PP復(fù)合膜，探究了不同復(fù)合隔膜的結(jié)構(gòu)特點和電化學性能。
　　結(jié)果表明，相比PP膜，SiO2納米粒子/PDA/PP復(fù)合膜表現(xiàn)出更強的親液性(平均接觸角51.5±1°)、吸液保液性能和耐熱性能。在548 mA/g的電流密度下充放電循環(huán)100次，采用復(fù)合膜的LiCoO2/Li半電池首次放電容量為160.8 mAh/g(PP膜的為152.3 mAh/g)、容量衰

3、減率為43.4％(PP膜的為43.7%)，循環(huán)穩(wěn)定性較好；在0.2C下，復(fù)合隔膜組裝的半電池均表現(xiàn)出優(yōu)異的充放電循環(huán)性能，在0.2C~1C下，復(fù)合隔膜組裝的半電池具有較好的倍率性能，但在2C~8C下，電池高倍率充放電性能有待提高。
　　SiO2納米管/PDA/PP復(fù)合膜也表現(xiàn)出較強的親液性能(復(fù)合膜平均接觸角50.5±2°)、吸液保液能力，SiO2納米管與多巴胺質(zhì)量比為3:2和2:1時制備的復(fù)合膜耐熱性能顯著增強；在548 mA/

4、g的電流密度下充放電循環(huán)100次，采用復(fù)合膜的半電池表現(xiàn)出較高的首次放電容量(158.1 mAh/g)和較低的容量衰減率(35.1%)；在0.2C~2C倍率下，復(fù)合膜組裝的半電池放電容量高于聚丙烯隔膜組裝的半電池，但在2C~8C下，電池高倍率充放電性能有待提高。
　　SiO2空心球/PDA/PP復(fù)合膜同樣具有優(yōu)良的耐熱性能、親液性能(復(fù)合膜平均接觸角44.8±1°)、吸液保液性能。在548 mA/g、1370 mA/g、2192