湿法制备锂离子电池隔膜的高性能化改性研究_朱宝库

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1、锂电池隔膜湿法制备锂离子电池隔膜的高性能化改性研究■ 文/朱宝库李浩石俊黎张宏梁治樱浙江大学高分子科学与工程学系锂离子电池因具有能量密度高、率，保证低的电阻和高的离子电导率，的尺寸和数量，然后经精确的机械拉循环寿命长、质量轻、无记忆效应等特对锂离子有很好的透过性；③耐电解伸形成紧密排列的微孔。湿法又称相性，以及快速充放电等优点，因此成为液腐蚀，电化学稳定性好；④对电解分离法或热致相分离法，是将高沸点近年来新型电源技术研究的热点，在液的浸润性好，并具有足够的吸液保的烃类液体或低分子量的聚合物与聚高能量和高功率领域

2、备受关注。作为持能力；⑤具有足够的力学性能，包括烯烃树脂混合，加热熔化混合物后将锂离子电池的核心材料之一，隔膜的穿刺强度、拉伸强度等，但厚度尽可能熔体铺在载体上，然后通过降温发生主要功能是使电池的正、负极分隔开薄；⑥空间稳定性和平整性好；⑦热相分离，再以纵向或双向对薄片做取来，阻止电子通过。隔膜性能的优劣直稳定性和自动关断保护性能好。向处理，最后再用易挥发的试剂萃取接影响着电池内阻、放电容量、循环使目前，在锂离子二次电池中广泛出隔膜中的溶剂。湿法工艺可制备出用寿命和电池安全性能的好坏。隔膜使用的隔膜主要为聚烯烃

3、微孔膜，这具有相互贯通孔结构的微孔膜材料，越薄、孔隙率越高、电池内阻越小，其种隔膜的化学结构稳定，力学强度优具有适用材料广的优点。其中，湿法双高倍率放电性能就越好。良，电化学稳定性好。聚烯烃隔膜的生向拉伸方法目前主要用于单层聚乙烯锂离子电池隔膜所具备的性能包产工艺可分为干法和湿法2大类。干（PE）隔膜的生产，制备出的隔膜在横括：①具有电子绝缘性，保证正负极法过程是先将聚烯烃树脂熔融并挤向和纵向上同时具备较高的强度。相的机械隔离；②有一定的孔径和孔隙压成薄膜，退火处理以增加片状晶区对干法而言，湿法隔膜可以得到更高

4、新材料产业NO.12013151期.indd152013-1-819:10:22腾飞中的北京半导体照明产业新材料产业“十二五”发展规划的孔隙率和更好的透气性，能够满足隔膜材料，聚酰亚胺能够有效提高隔上起到改性作用，但仍然存在一些问动力电池的大电流充放电要求。膜的耐温性和电池的安全性，但从行题：①涂覆改性层吸收电解液后往往尽管聚烯烃隔膜具有很多优点，业应用角度来看，这种材料的性能尚形成凝胶层，凝胶层的离子电导率明但此类隔膜表面能较低，与电解液亲待时间检验。显低于液体电解液，所以当涂覆量过和性差，组装所得的电池中电

5、解液/1.表面改性大时，反而会造成改性隔膜吸液平衡隔膜界面电阻较高，会最终影响电池聚烯烃隔膜表面改性是提高隔膜的时间延长，电导率下降；②涂覆层性能。因此，对聚烯烃隔膜进行改性成性能的一个重要方向，常用的改性方与隔膜间弱的相互作用，增加了锂离为提高隔膜性能的一个重要方向。法包括表面涂覆和表面接枝等物理/子在此界面迁移的阻力，也不利于电化学方法。表面涂覆主要是通过涂覆导率的提高，同时影响了电池的充放一、聚烯烃隔膜的高性能化研究或在膜表面沉积一层薄的功能层来实电性能。不过，在涂覆层构造孔道并采在锂离子电池领域内，基于

6、多孔现膜改性，涂覆层的组成、厚度、形态用辐照处理，提高涂覆层与隔膜的相型凝胶电解质膜制备的锂离子电池对改性隔膜的电化学性质有很大的互作用，可以较好地解决以上问题。[1][2]显示出良好的应用前景。适用于多孔影响。Jeong等人将丙烯腈（AN）与Sohn等人将PVDF-HFP/（聚凝胶电解质膜的聚合物，包括聚环氧甲基丙烯酸甲酯（MMA）的共聚物涂乙二醇二甲基丙烯酸）PEGDMA涂乙烷（PEO）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚覆到商品PE隔膜的表面，有效地提高覆到商品PE隔膜（东燃化学株式会偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物（P

7、VDF-了隔膜与电解液的亲和性。研究发现社生产，F12BMS）的两面，然后采HFP）、聚丙烯腈（PAN）、聚甲基丙烯以该改性隔膜组装的锂/钴酸锂（Li/用电子辐照进行处理，研究PVDF-酸甲酯（PMMA）等。其中，PVDF因其LiCoO2）电池充放电性能及循环性能HFP/PEGDMA的配比、辐照强度对出色的物理化学性能和电化学稳定性与涂覆层的厚度有关（如图1所示）。随改性效果的影响。当PVDF-HFP/被广泛用作聚合物电解质的基体材料，着涂覆层层厚度的增加，电池的放电PEGDMA的配比为9.5/0.5、辐照强另

8、外，PVDF的高介电常数（ε=8.4）也容量及循环性能都有所提高。这可能度为150kGy时，离子电导率达到最大-4使得其对锂盐有很好的离子化作用，是由于涂覆层面外溶胀后有利于增强值3.82×10S/cm。研究还发现，在有利于增加聚合物电解质中载流子的隔膜与电极材料的紧密结合程度。一定的湿度条件下，涂覆层会形成多浓度。但是，PVDF是一种结晶度较高致密涂覆改性层能够在一定程度孔结构，且孔