設計機械強度高、電化學性能好和絕緣性優(yōu)良的鋰電池隔膜具有重要意義。采用熱縮聚法將類石墨相氮化碳（g-C₃N₄）與聚偏氟乙烯（PVDF）混紡制備了PVDF/g-C₃N₄復合纖維隔膜,通過掃描電子顯微鏡、萬能拉伸試驗儀、熱重分析儀、電化學工作站、電池測試系統(tǒng)對PVDF/g-C₃N₄復合纖維隔膜的微觀形貌和性能進行測試與表征�？疾炝薵-C₃N₄納米片添加量對復合纖維隔膜的形貌、熱穩(wěn)定性、力學性能以及電化學性能等的影響。研究表明,當g-C₃N₄納米片添加量為PVDF質量的5%時,纖維直徑最小,力學性能最好且孔隙率最大為74.08%;提高其含量至15%時,吸液率達到最大為443.48%;當g-C₃N₄納米片添加量為PVDF質量的10%時,復合纖維隔膜的離子電導率及電化學穩(wěn)定窗口分別達到了1.15×10^–3 S/cm... 

【文章來源】：工程塑料應用. 2020,48(08)北大核心CSCD

【文章頁數】：9 頁

【部分圖文】：

不同時間下PVDF/g-C3N4復合纖維隔膜的吸液率

采用切片機將纖維膜裁剪成直徑為18 mm的圓片進行測試,圖4為商用隔膜和PVDF/g-C3N4復合纖維隔膜的熱尺寸收縮圖。商用隔膜在100℃時出現尺寸收縮,隨著溫度升高,隔膜收縮嚴重且變成透明狀,至190℃時完全熔解。靜電紡得到的PVDF/g-C3N4復合纖維隔膜熱穩(wěn)定性良好,但添加含量為5%的g-C3N4的復合纖維隔膜出現明顯收縮,收縮率為15%左右,導致纖維膜失效。溫度達到190℃時,商用隔膜、純PVDF隔膜、PVDF/15% g-C3N4復合纖維隔膜的收縮率分別為100%,22.0%,15.0%。g-C3N4納米片的加入,抑制了纖維膜的熱尺寸收縮,提高了尺寸熱穩(wěn)定性。圖5為PVDF/g-C3N4復合纖維隔膜的熱失重(TG)和微商熱重(DTG)曲線。由圖5a可看出,PVDF/g-C3N4復合纖維隔膜在450℃之前質量損失較小,說明此時纖維膜較穩(wěn)定,受溫度的影響小;當g-C3N4納米片摻雜量超過10%時,復合纖維隔膜的5%熱失重溫度比純PVDF纖維膜高10℃左右;溫度達到600℃時,C0與C20的剩余質量相比降低了7%左右。結果表明,g-C3N4納米片的加入對復合纖維隔膜的熱失重影響不大。由圖5b可知,在430℃之前,復合纖維隔膜的熱失重速率約為零,說明此時纖維膜的質量損失較少,纖維膜耐熱性能穩(wěn)定;而在480℃附近,所有樣品膜的失重速率達到峰值,此時C10樣品膜的失重速率最大,約為3.75 %/℃。相較于PVDF/g-C3N4復合纖維隔膜,當溫度未到達480℃時,純PVDF纖維膜的失重速率較快,但在溫度高于480℃時,純PVDF纖維膜的失重速率變慢,說明g-C3N4納米片的添加提高了PVDF/g-C3N4復合纖維隔膜的熱穩(wěn)定性。

圖5為PVDF/g-C3N4復合纖維隔膜的熱失重(TG)和微商熱重(DTG)曲線。由圖5a可看出,PVDF/g-C3N4復合纖維隔膜在450℃之前質量損失較小,說明此時纖維膜較穩(wěn)定,受溫度的影響小;當g-C3N4納米片摻雜量超過10%時,復合纖維隔膜的5%熱失重溫度比純PVDF纖維膜高10℃左右;溫度達到600℃時,C0與C20的剩余質量相比降低了7%左右。結果表明,g-C3N4納米片的加入對復合纖維隔膜的熱失重影響不大。由圖5b可知,在430℃之前,復合纖維隔膜的熱失重速率約為零,說明此時纖維膜的質量損失較少,纖維膜耐熱性能穩(wěn)定;而在480℃附近,所有樣品膜的失重速率達到峰值,此時C10樣品膜的失重速率最大,約為3.75 %/℃。相較于PVDF/g-C3N4復合纖維隔膜,當溫度未到達480℃時,純PVDF纖維膜的失重速率較快,但在溫度高于480℃時,純PVDF纖維膜的失重速率變慢,說明g-C3N4納米片的添加提高了PVDF/g-C3N4復合纖維隔膜的熱穩(wěn)定性。2.6 PVDF/g-C3N4復合纖維隔膜的電化學性能

【參考文獻】：
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本文編號：3231005