锂离子电池(LIBs)因其在电动汽车领域的广阔前景而受到广泛关注.然而,由于商业化聚烯烃隔膜的热尺寸稳定性差和电解液浸润性低,锂离子电池的安全问题和低倍率性能限制了它们的进一步发展.将高热稳定性和高力学性能的聚醚醚酮(PEEK)/碳纳米管(CNT)涂覆改性聚丙烯(PP)隔膜,得到单面导电的Janus复合隔膜并进行了研究.具体步骤是将CNT与PEEK(质量分数为7％)的硫酸/甲烷磺酸溶液进行溶液复合,制备涂覆液,涂覆在经过臭氧氧化改性的PP隔膜上,再以甲醇/水为凝固浴,在膜表面采用溶液相转化法致孔,得到单面导电的多孔Janus复合PP隔膜(PP@C).PP@C复合膜在180℃下0.5 h没有出现熔融变形(仅略微形变),表现出优异的尺寸热稳定性;PP@C2复合膜的电解质吸收率为193.8％,较PP膜提高了64.5％,表现出非常好的电解液浸润性.采用PP@C组装的LIBs在0.2 C时的放电比容量为157.6 mA·h/g,2 C时的放电比容量为129.8 mA·h/g,表现出良好的倍率性能,且从高倍率恢复至低倍率放电时,容量恢复率达到99％以上.这是由于涂覆层中PEEK的高热稳定性和对电解液的良好浸润性,以及CNT的高导电率和对锂离子(Li+)的均匀存储和分散,使隔膜能够在提高电池安全性的前提下,同时具有优异的电化学性能.

聚醚醚酮;碳纳米管;相转化;尺寸热稳定性;Janus复合隔膜

杜新伟;赵文杰;呼微;孙昭艳;刘万利;任天磊;付明星

长春工业大学化学工程学院,长春130012;东北师范大学化学学院,长春130024;中国科学院长春应用化学研究所,高分子物理与化学国家重点实验室,长春130022;中科英华长春高技术有限公司,长春130000;中广核工程有限公司,深圳518000

应用化学

[1]杜新伟;赵文杰;呼微;孙昭艳;刘万利;任天磊;付明星-.聚醚醚酮/碳纳米管改性聚丙烯Janus复合隔膜的制备及性能)[J].应用化学,2022(12):1862-1869

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