【摘 要】
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锂离子电池由于其比容量高、循环寿命长、可快速充放电等优异的性能,作为新一代储能器件而备受关注,广泛应用于移动电子设备、新能源汽车、工业生产以及国防等领域。随着社会发展,对锂离子的电池的能量密度需求越来越高,导致其存在越来越大的安全隐患。目前锂离子电池主要使用的是商业化的聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）隔膜,这些隔膜都存在电解液浸润性及热稳定性差等缺点。因此为了改善这类问题,本篇论文主要进行了以下几项
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锂离子电池由于其比容量高、循环寿命长、可快速充放电等优异的性能,作为新一代储能器件而备受关注,广泛应用于移动电子设备、新能源汽车、工业生产以及国防等领域。随着社会发展,对锂离子的电池的能量密度需求越来越高,导致其存在越来越大的安全隐患。目前锂离子电池主要使用的是商业化的聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）隔膜,这些隔膜都存在电解液浸润性及热稳定性差等缺点。因此为了改善这类问题,本篇论文主要进行了以下几项工作:（1）以聚酰亚胺（PI）为芯材,聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）为壳材,采用同轴静电纺丝法制备了PI/PVDF-HFP复合隔膜。与Celgard2400相比,PI/PVDF-HFP隔膜在200℃时不会发生热收缩,具有优异的阻燃性,而且具有更高的孔隙率和电解质吸收率及优异的润湿性,有利于降低界面阻抗和提升离子电导率。采用PI/PVDF-HFP隔膜的4.5V高压Li Co O2/Li电池的初始放电比容量为181m Ah g-1,300次循环后的容量保持率为95%,同时表现出优异的倍率性能。加速量热仪（ARC）测试表明,采用PI/PVDF-HFP隔膜的4.5V Li Co O2/Li电池的热失控起始温度为190℃,表明PI/PVDF-HFP隔膜具有优越的安全性。（2）以7μm PE隔膜为基材,利用原子层沉积技术在PE隔膜上包覆Al2O3得到ALD-PE隔膜。对隔膜进行物理性能表征,结果表明Al2O3ALD-PE隔膜相比原始PE隔膜具有更强的机械性能,拉伸强度最高达到105 MPa,并且具有良好的电解液亲和性,其接触角最低为8.4°,热收缩性能也远优于商业7μm PE隔膜。热失控行为测试中,包覆75圈的Al2O3ALD-PE隔膜抑制热失控的性能也优于原始PE隔膜。（3）以芳纶纤维为原料,使用刮涂法制备了芳纶纤维多孔隔膜。利用扫描电子显微镜对芳纶纤维隔膜的微观结构进行表征,该隔膜具有十分丰富的孔结构。芳纶纤维具有极好的力学性能,其拉伸强度为127MPa。该隔膜还拥有极好的热稳定性,在高温下能够保持良好的尺寸。芳纶纤维隔膜的接触角为11.4°,并且芳纶纤维隔膜拥有极高的孔隙率。在高温环境下测试电池的安全性,由于芳纶纤维优异的热稳定性,其在实际的电池测试中也表现出良好的高温安全性。
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