PAN/PVDF/PAN 锂电复合隔膜的制备及其电化学性能

金 欣，赵 超，李子晗，王闻宇

（1.天津工业大学 材料科学与工程学院，天津 300387；2.天津工业大学 纺织科学与工程学院，天津 300387）

大功率的锂离子电池因具有高能量密度和较长的循环寿命[1-3]，不仅可以应用于手机、电脑、数码相机等电子产品，目前已经成为电动汽车、储能系统（ESSs）等大型储能装置的最有前景的选择[4-6]，也是应用最多的一种二次电池[7-8]。锂离子电池主要由正负电极、隔膜、电解液组成[9]。隔膜作为电池内部最为关键的部件之一，作用是隔离正负极以免发生物理接触导致短路，但不影响锂离子自由穿梭，其性能可以直接影响到电池的性能，虽然不直接参与反应，但会影响其电池的安全性、电化学性能等，比如容量、离子电导率、循环性能。现在用于商业化的锂离子电池隔膜是聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP），由于其良好的电化学稳定性，已被广泛应用于各种便携式电子产品[10-11]。但商业聚烯烃隔膜存在着两个相对局限的问题：一方面，聚烯烃的孔隙率较低，与电解质的润湿性差，导致与电解质界面产生的电阻较大，从而影响电池的充放电容量[12-13]；另一方面，聚烯烃的熔点较低，电池在高温环境下工作时，隔膜发生熔融而导致正负电极直接接触发生短路，极易引发火灾[14-15]。

目前，为了解决聚烯烃隔膜润湿性能和热关闭性能较差的问题，研究者一方面通过在聚烯烃隔膜涂覆无机粒子，如勃姆石[7]、氧化铝[16]、二氧化硅[17-18]等改善隔膜的热关闭性能，另一方面将亲水性的基团接枝到聚烯烃隔膜表面，如Zhu 等[19]在商业PE 膜上接枝了乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS），改性后的隔膜具有更好的润湿性和良好的离子电导率；……