聚醚醚酮/碳纳米管改性聚丙烯Janus复合隔膜的制备及性能

摘要：

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.

关键词：聚醚醚酮、碳纳米管、相转化、尺寸热稳定性、Janus复合隔膜

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分类号：O625.4(有机化学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;吉林省科技厅重点研发项目;吉林省发改委产业创新专项;长春市科技局重点研发计划;长春新区长白慧谷英才计划高层次创新创业人才项目;中国科学院长春应用化学研究所国家高分子物理和化学重点实验室开放课题;中国科学院长春应用化学研究所国家高分子物理和化学重点实验室开放课题

在线出版日期：2023-02-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1862-1869