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锂硫电池理论比能量高达2600Wh/kg,且具有原料成本低、环境友好等优点,被称为未来具有发展应用前景的电池类能源存储系统。隔膜是锂硫电池的重要组成部分,位于正负极之间,阻止电子在电池内部穿过,同时能够保证离子的顺利传输。隔膜的性能对锂硫电池的电化学性能和安全性能有着非常重要的影响,性能优异的隔膜能够有效提高电池综合性能,因此开发优异性能的锂硫电池隔膜具有重要意义。聚合物纳米纤维膜具有高孔隙率,高吸液率等优点,是一种新型的高性能电池隔膜,本课题以静电纺聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜为基础,开发出一系列改性PAN/SI和bPEI-PAN/SI复合纳米纤维膜,并对其制备工艺参数、理化性能和电化学性能等进行了研究,主要研究结论如下:(1)通过SEM形貌图和直径分析测试,得到PAN的最佳纺丝液浓度为8wt%、最佳纺丝电压为12KV。利用有机硅溶液对PAN纤维膜进行复合增强,处理后得到的PAN/SI复合纤维膜机械强度大大增加,PAN-5%SI的抗拉伸强度达到40Mpa,比涂覆处理前的PAN纤维膜提高了约三倍。PAN-5%SI复合纤维膜的电解液吸液率达到212%,由于PAN纤维具有较高的熔点,纤维膜在150℃下处理0.5h后收缩率几乎为零。PAN-5%SI复合纤维膜电解液接触角为22.5°,比Celgard2400减小了约50%。以PAN纤维膜和PAN/SI复合纤维膜作为隔膜制备的纽扣电池,其中PAN-5%SI具有较好的综合性能,在0.2C倍率下的放电比容量达到787mAh/g,库伦效率接近100%,循环50次后的放电比容量为522mAh/g,在电流密度为2C时的倍率容量为330mAh/g,具有较好的充放电和循环性能。(2)利用水热法对PAN纤维膜进行bPEI接枝改性,通过SEM、直径分析、红外和元素分析确定了最佳反应时间为8h。利用有机硅溶液对bPEI-PAN纤维膜进行增强处理后发现,bPEI-PAN/SI的机械强度大大增加,bPEI-PAN-5%SI的抗拉伸强度达到41Mpa,比涂覆处理前的bPEI-PAN纤维膜提高了 190%。bPEI-PAN-5%SI复合纤维膜的电解液吸液率达到210%,在150℃下处理0.5h后收缩率几乎为零,表现出优异的尺寸稳定性。bPEI-PAN-5%SI复合纤维膜电解液接触角为25.75°。涂覆适当浓度的有机硅后,有利于提高活性物质硫的氧化还原反应动力学,提高电池性能。其中bPEI-PAN-5%SI具有较好的综合性能,在0.2C倍率下的放电比容量达到874 mAh/g,库伦效率接近100%,循环50次后的放电比容量为453 mAh/g,在电流密度为2C时的倍率容量为305 mAh/g,结果表明bPEI-PAN-5%SI复合纤维膜具有最佳的电池充放电循环性能和倍率性能。