静电纺丝制备高强度聚偏氟乙烯锂离子电池隔膜

龚文正¹，谷俊峰²，阮诗伦²，申长雨²

1. 大连理工大学材料科学与工程学院2. 大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室

摘 要：静电纺丝聚偏氟乙烯(PVDF)纤维膜具有比表面积大、孔隙率高和电解液润湿性好等优点,但聚合物纤维仅靠简单的搭接形成膜,相互之间的黏接力较弱,因而静电纺丝纤维膜难以满足隔膜在锂离子电池装配过程中的受力要求。文中通过增大静电纺丝接收装置的转速来提高PVDF纤维的取向度,使得纤维膜沿纤维取向方向的力学强度有效增强,然后在PVDF熔点温度以下将取向纤维膜90°交叉叠加后进行热压处理,得到纵、横2个方向拉伸强度均达到15.6 MPa的新型锂离子电池隔膜;交流阻抗测试表明热压处理后的PVDF取向膜离子电导率达到1.52 mS/cm,远高于商业PP隔膜,同时隔膜与锂电极之间的界面电阻也小于PP隔膜;充放电循环测试表明,使用热压PVDF取向膜装配的锂离子电池在0.2 C倍率循环50次之后,放电容量仍能达到140.1 mA·h/g,同时电池还展现出良好的大倍率放电性能。

关键词：静电纺丝;聚偏氟乙烯;锂离子电池隔膜;力学性能;