靜電紡絲法制備鋰離子電池用PVDF-PU納米纖維隔膜.pdf

1、靜電紡絲技術(shù)是目前制備超細纖維和納米纖維重要的方法之一。本文主要針對聚偏氟乙烯(PVDF)以浸滯法和共紡絲法引入聚氨酯預聚體(PUR)組成雙組份膜。引入PUR的目的在于利用其聚合反應，形成低軟化點的聚氨酯(PU)，使其與PVDF形成半互穿網(wǎng)絡(luò)，從而提高靜電紡絲纖維膜的力學性能，同時使復合膜起到一定自關(guān)閉性。
　　 首先探討各種因素對PVDF靜電紡絲纖維形貌及直徑分布的影響。以掃描電鏡(SEM)對纖維形貌進行表征，得到了PVDF體

2、系的最佳靜電紡絲條件為PVDF質(zhì)量濃度12wt％、混合溶劑中DMF/丙酮質(zhì)量比6/4、接受距離12cm、工作電壓15kv、流量0.3mL/h。
　　 在PVDF體系中加入PUR，于PVDF的最佳紡絲條件下進行靜電紡絲，討論PUR加入量、聚合反應對電紡絲纖維形貌的影響，并以SEM進行表征。SEM結(jié)果表明，PUR的質(zhì)量分數(shù)為5wt％時，纖維生長最好；PUR加入量在其聚合反應前對纖維形貌沒有顯著影響。而聚合反應后，隨著PUR加入量的增

3、加，纖維直徑有變粗的趨勢。
　　 將PVDF纖維膜浸漬在不同質(zhì)量分數(shù)的PUR溶液中，后處理得到PVDF/PU雙組份纖維膜，討論PUR的聚合反應對PVDF纖維膜形貌的影響，并以SEM表征。SEM結(jié)果表明，浸漬PUR溶液的質(zhì)量分數(shù)為8％時，纖維膜結(jié)構(gòu)形貌最好；聚合反應后，纖維直徑有變粗的趨勢，纖維與纖維之間粘結(jié)。
　　 在對上述兩種方法制備的纖維膜進行的膜性能測試中發(fā)現(xiàn)，聚合反應能夠提高纖維膜的力學性能，共紡絲法制備纖維膜拉

4、伸強度由4.5Mpa提高到7.5Mpa，浸漬法制備纖維膜拉伸強度由4.5Mpa提高到11.2Mpa。對孔隙率和吸液率的測定表明，浸滯法制備的纖維膜分別達到65±2％，230±10％；而共紡絲法制備的纖維膜分別分別達到80％，342％。對電導率的測試表明，浸滯法制備的纖維膜達到0.88×10-3；共紡絲法制備的纖維膜達到1.18×10-3。熱穩(wěn)定性測試表明，在200℃內(nèi)，浸滯法纖維膜未發(fā)生收縮，而共紡絲法制備纖維膜收縮率為3％。說明浸滯法