聚苯并咪唑改性联苯型聚酰亚胺电纺锂离子电池隔膜的热学及其电化学性能

作者：巩桂芬^*; 范金强; 邹明贵; 刘志强; 马续

来源：复合材料学报, 2022, 39(06): 2742-2749.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20210726.003

• 静电纺丝
• 聚苯并咪唑
• 联苯型聚酰亚胺
• 锂离子电池
• 隔膜

为了改善商业隔膜孔隙率和吸液率不高、耐热性和热尺寸稳定性不佳的问题，通过选用聚苯并咪唑(PBI)预聚体对聚酰亚胺(PI)进行改性，采用高压静电纺丝法制备了质量比PBI∶PI=0.3∶1.0的复合纤维隔膜。研究了复合纤维隔膜的微观形貌、孔隙率、吸液率、热性能、电化学性能及电池性能，并将PBI∶PI=0.3∶1.0的复合纤维隔膜、PI纤维隔膜及聚丙烯(Celgard 2400,PP)隔膜进行了性能对比。结果表明，PBI∶PI=0.3∶1.0的PBI/PI复合纤维隔膜孔隙率达82%，吸液率达618%；在空气气氛中，300℃无尺寸收缩，在N2气氛中，分解温度在400℃以上，800℃时残重大于50%；离子电导率达1.29×10-3S/cm，较PP隔膜几乎提高了1个数量级；界面阻抗为489.34Ω，较PP隔膜降低了17%；电化学稳定窗口提高到5.05 V，为PP隔膜的119%；以PBI∶PI=0.3∶1.0的复合纤维隔膜组装的CR 2032型电池表现出优异的电池性能，经大电流放电后电池性能稳定，初始放电容量达130.01 mA·h/g，在1A/s循环100次后容量保持率高达98.91%，均优于Celgard 2400隔膜电池。

• 单位
  哈尔滨理工大学