Polym. Adv. Technol.：具有不同形態的PVdF基電紡纖維及其在二次電池中的應用

DOI: 10.1002/pat.5271

在這項研究中，通過靜電紡絲法制備了原始PVdF納米纖維（PPFs）、納米復合纖維（NCFs）和雙組分纖維（BCFs）。使用TiO2和SiO2納米填料來調整隔膜的特性和性能。研究了樣品的形貌、熱降解行為、熱尺寸穩定性、力學性能、孔隙率、電解質吸收和電化學性能。在優化的條件下成功制備了三種形態，發現在0.4ml/h的進料速率和15kV的外加電壓下，聚合物濃度為15?wt％。紡絲溶液的粘度和電導率對纖維形態有著顯著的影響。對于納米復合纖維和雙組分纖維，TiO2和SiO2納米填料均勻分散在整個纖維軸上，與基體具有良好的附著力。納米填料可以提高隔膜的熱穩定性、機械強度和電化學性能。所制備隔膜的熱性能、力學性能、孔隙率、電解質吸收和電化學性能的測定結果如下：NCFs＞BCFs＞PPFs。

圖1.納米纖維、納米復合纖維和雙組分纖維紡絲溶液的配制

圖2.本研究使用的靜電紡絲系統

圖3.熱穩定性試驗條件和收縮率的計算

圖4.紙框以及將納米纖維膜放置在把套之間

圖5.（A）S1，（B）S2，（C）S3，（D）S4和（E）S5的SEM圖像

圖6.（A）TiO2、SiO2和PVdF基隔膜的TGA圖

圖7.PVdF基隔膜的熱收縮試驗結果

圖8.PVdF基隔膜的應力-應變曲線

圖9.（A）使用PVdF基隔膜的Li/LiCoO2電池的首次放電特性和（B）循環行為