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锂离子电池由于具备较高的能量密度和功率密度,无记忆效应,循环寿命长,自放电率低等优异性能。被广泛的应用于电子设备与电动汽车当中。隔膜作为锂离子电池的关键组件,直接影响电池的电化学性能(电池容量,内阻,循环性能)和安全性。目前商业隔膜大多使用的是聚烯烃隔膜,比如聚乙烯(PE),聚丙烯(PP)等。但是聚烯烃隔膜的润湿性差,高温下热收缩剧烈。特别是聚乙烯隔膜,在温度超过100℃时,就会出现收缩现象。这对于电池的安全性是一个很大的挑战。为了提高聚乙烯隔膜的高温稳定性和电极液润湿性。本文采用涂覆改性的方法对聚乙烯隔膜进行了改性研究。结果如下:(1)利用硅烷偶联剂KH-570对纳米TiO2表面进行接枝改性,然后采用乳液聚合法与甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体聚合,制备了TiO2-PMMA复合颗粒。将TiO2-PMMA复合颗粒单面涂覆到PE膜的表面,制备了TiO2-PMMA/PE复合隔膜。实验研究发现,耐热组分纳米TiO2的引入,使涂覆后的聚乙烯隔膜的热收缩率明显下降。同时由于涂层具有相互连通的多孔结构,以及TiO2-PMMA复合颗粒具有良好的亲液能力,使得涂覆后的PE膜的润湿性明显提高。由于PMMA在吸附电解液后能形成凝胶,以及多孔结构的存在,使得隔膜的吸液率从97.4%提高到201.8%,与此同时离子电导率也从0.43mS/cm提高到0.87mS/cm。使用复合隔膜装配的电池具有更好的循环性能与倍率性能。(2)采用乳液聚合法制备了分散的PMMA微球。以丁苯乳液-羧甲基纤维素(SBR-CMC)为粘结剂,乙醇与水为共溶剂,和PMMA配置成白色乳液。将乳液单面涂覆到PE膜的表面形成了非对称结构的PMMA/PE复合隔膜。利用多巴胺Tris溶液的氧化聚合能力,采用浸渍法在PMMA/PE膜的表面沉积以一层聚多巴胺颗粒,制备了PMMA/PE@PDA复合隔膜。实验研究发现,PMMA微球堆积排列在PE膜的表面,形成了相互连通的多孔结构。PMMA/PE与PMMA/PE@PDA复合膜的孔隙率分别为46.5%,45.8%,并没有因为涂层的增加而导致孔隙率的下降。同时在PMMA/PE复合膜上沉积的聚多巴胺颗粒比PMMA微球小,为100nm左右。经PMMA与PDA双重改性之后的隔膜,浸润性有了明显的提高,尺寸热稳定性也有所改善。同时PMMA/PE复合膜的吸液率与离子电导率分别为231.1%,0.92mS/cm;PMMA/PE@PDA的吸液率与离子电导率分别为258.6%,0.94 mS/cm。相比于PE膜的97.4%和0.43 mS/cm,有了很大的提升。用复合隔膜组装成的电池也表现出更好的循环与倍率性能。