氢键交联PVDF-HFP涂层纸基隔膜:一种提升锂离子电池电解液浸润性和热稳定性的简易浸涂制备方案

【字体: 时间:2025年08月05日 来源:ChemistrySelect 2

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  为解决传统聚烯烃隔膜热稳定性差、电解液浸润性不足的问题,研究人员通过简易浸涂法制备了氢键交联聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层纸基(PH-CP)隔膜。该隔膜展现0°接触角和263%电解液吸收率,热分解温度达375°C,应用于LiFePO4/Li电池时表现出低界面阻抗和优异循环稳定性,为高安全锂离子电池提供了新方案。

  

传统聚烯烃隔膜因侧链结构简单且缺乏极性基团,存在热稳定性和电解液浸润性差的固有缺陷。这项研究通过简易浸涂法,在纸基材料表面构建氢键交联的聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)涂层,成功制备出新型复合隔膜(PH-CP)。

神奇的是,这种"穿"上PVDF-HFP"外衣"的隔膜展现出超亲电解液特性——接触角直降为0°,电解液吸收率飙升至263%,这要归功于PVDF-HFP分子中丰富的极性基团。热重分析(TGA)显示其热稳定性堪称"开挂":200°C高温下尺寸零收缩,5%热失重温度高达375°C,热分解损失比传统隔膜降低60%,活像给电池装了"耐高温铠甲"。

当应用于磷酸铁锂(LiFePO4)/锂金属电池体系时,该隔膜展现出"丝滑"的界面传输特性,不仅阻抗低,循环稳定性更是表现抢眼。这种将造纸工艺与高分子涂层技术相结合的创新策略,为开发高安全、长寿命的锂离子电池提供了新思路。

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