聚酰亞胺納米纖維膜的微交聯(lián)及其作為鋰離子電池隔膜的應用研究.pdf

1、在環(huán)境問題和能源短缺的當今時代，鋰離子電池作為一種高效、高能且綠色環(huán)保的可充電電池，由于具有工作電壓高、比能量高、容量大、自放電小、循環(huán)性好、使用壽命長、質量輕、體積小等突出優(yōu)點，在新型電源技術中備受矚目。電池隔膜在鋰離子電池中用來隔開電池正負極，給充放電過程時鋰離子的遷移提供通道，隔膜性能的優(yōu)劣直接影響著電池的性能和安全。目前，廣泛使用的傳統(tǒng)的鋰離子電池隔膜是聚烯烴微孔隔膜，其孔隙率、持液率、電解液浸潤性以及熔融溫度較低，無法滿足高性

2、能安全鋰離子電池的使用，這嚴重限制了LIBs的發(fā)展。因此，開發(fā)有高孔隙度和熱穩(wěn)定性以及對電解液良好的潤濕性的新型隔膜被認為對制造高性能充電鋰電池具有十分重要的意義。
　　聚酰亞胺材料(PI)因其獨特的芳雜環(huán)結構，綜合性能十分優(yōu)異，具體有優(yōu)異的耐高低溫性等性能。將靜電紡纖維的小尺寸效應與聚酰亞胺的高耐熱性能結合起來，PI納米纖維膜成為了一種有潛力的高容量，大倍率鋰離子電池用隔膜的材料。然而，目前由靜電紡絲法制備的聚酰亞胺纖維膜通常為

3、無紡結構，纖維膜中纖維排列無序，體積蓬松，纖維之間只是物理搭接，并沒有很強的相互作用，所以納米纖維膜的機械性能較差，阻礙了PI納米纖維膜的進一步發(fā)展。
　　本文提出了熔致交聯(lián)法、溶致交聯(lián)法來改善聚酰亞胺纖維膜力學性能和孔結構，研究了不同體系的聚酰亞胺纖維膜通過熔致交聯(lián)法及溶致交聯(lián)法制備出具有交聯(lián)形貌的聚酰亞胺纖維膜。熔致交聯(lián)法是聚酰胺酸(PAA)納米纖維膜在完成熱酰亞胺化的同時，納米纖維之間產生熔接，制備出具有交聯(lián)結構的PI納米纖

4、維膜。對于溶劑處理的PI交聯(lián)纖維膜，則是通過調節(jié)對聚酰胺酸纖維的預處理溫度和溶劑處理的時間來調節(jié)纖維膜微結構。纖維膜微交聯(lián)的形成增加了纖維之間的相互作用力，改善了纖維之間松散搭接狀態(tài)以及開放的孔結構。這種交聯(lián)的程度隨最終熱處理溫度或者溶劑處理前預處理溫度可調，PI纖維膜的性能也發(fā)生相應的變化，基本上是呈現(xiàn)交聯(lián)程度越高，孔隙率、吸液率隨之下降。然而PI纖維膜的拉伸強度最高可由原來的14.76MPa提高到了76.10MPa，且交聯(lián)結構的形成