PVDF/类石墨相氮化碳电纺锂电池隔膜制备及性能

摘要

设计机械强度高、电化学性能好和绝缘性优良的锂电池隔膜具有重要意义.采用热缩聚法将类石墨相氮化碳(g-C3N4)与聚偏氟乙烯(PVDF)混纺制备了PVDF/g-C3N4复合纤维隔膜,通过扫描电子显微镜、万能拉伸试验仪、热重分析仪、电化学工作站、电池测试系统对PVDF/g-C3N4复合纤维隔膜的微观形貌和性能进行测试与表征.考察了g-C3N4纳米片添加量对复合纤维隔膜的形貌、热稳定性、力学性能以及电化学性能等的影响.研究表明,当g-C3N4纳米片添加量为PVDF质量的5％ 时,纤维直径最小,力学性能最好且孔隙率最大为74.08％;提高其含量至15％ 时,吸液率达到最大为443.48％;当g-C3N4纳米片添加量为PVDF质量的10％ 时,复合纤维隔膜的离子电导率及电化学稳定窗口分别达到了1.15×10-3 S/cm和5.1 V.与商用隔膜相比,PVDF/g-C3N4复合纤维隔膜表现出良好的电化学性能.