DOI: 10.1039/d0ra02401e
在這項研究中，使用靜電紡絲技術制備了一種新型勃姆石/聚丙烯腈（BM/PAN）復合納米纖維膜。研究了不同含量的BM/PAN復合納米纖維膜作為鋰離子電池（LIBs）隔膜的物理和電化學性能。實驗結果表明與商用聚丙烯（PP）隔膜相比，在LiCoO2/Li電池中BM/PAN復合納米纖維隔膜具有獨特的三維（3D）互連結構、更高的孔隙率、更大的電解質吸收率、更高的熱穩定性和更好的電化學性能。此外，含30wt％BM/PAN膜的電池具有最高的離子電導率（2.85 mS cm-1），最寬的電化學穩定性窗口（5.5 V vs.Li+/Li），從而導致其在0.5 C下的100次循環后，仍具有最高的初始放電容量（162 mA h g-1）和最大的容量保持率（90.7％）。上述研究結果表明，BM/PAN復合納米纖維膜有望用作高性能LIBs的商用隔膜。
圖1.各種納米纖維膜的SEM圖像（插圖為相應的纖維直徑分布圖像）：（a）純PAN，（b）10wt％BM/PAN，（c）20wt％BM/PAN，（d）30wt％BM/PAN，（e）40wt％BM/PAN；（f）純PAN和（g）30wt％BM/PAN的EDX光譜。
圖2.各種膜的FTIR光譜（a）和XRD圖（b）。
圖3.不同膜的DSC曲線（a）、TG曲線（b）以及在160℃的烤箱中進行30分鐘熱處理之前和之后的照片（c）。
圖4.各種膜的應力-應變曲線（a）；30wt％BM/PAN復合納米纖維膜的折疊（b）和纏繞（c）測試。
圖5.組裝有各種膜的SS|隔膜|SS電池的交流阻抗譜（插圖顯示高頻下的圖）。
圖6.具有各種膜的Li|隔膜|Li電池的阻抗譜。
圖7.具有各種膜的SS|隔膜|Li電池的線性掃描伏安曲線。
圖8.包含不同膜的Li/LiCoO2電池的初始充放電曲線。
圖9.包含不同膜的Li/LiCoO2電池的循環性能。
圖10.包含不同膜的Li/LiCoO2電池的C速率性能。
