多孔网络与表面化学双重工程策略构建高性能锂离子电池隔膜

（编辑推荐）本研究通过非溶剂诱导相分离（NIPS）技术调控聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVdF-HFP）隔膜的孔隙结构，并结合聚多巴胺（PDA）表面修饰，开发出兼具优异热稳定性（140℃无收缩）和离子电导率（提升13.5%）的PHS73@PD隔膜。该材料在NCM622||石墨全电池中展现出5C高倍率性能和82%的千次循环容量保持率，为高功率锂离子电池（LIBs）发展提供新思路。

　　

Highlight

通过非溶剂调控优化PVdF-HFP隔膜形貌

图1a展示了PVdF-HFP隔膜（PHS）的整体制备流程。在非溶剂诱导相分离（NIPS）过程中，热力学稳定的聚合物溶液在非溶剂凝固浴中经历聚合物-溶剂分相（结晶）和溶剂-非溶剂分相，最终形成作为隔膜基体的聚合物富集相和造孔的聚合物贫乏相。

结论

本研究证明，通过NIPS工艺调控隔膜形态并结合PDA涂层，可加速锂离子均匀扩散从而提升电池性能。特别是双非溶剂体系的精准控制有助于制备具有均匀孔分布和丰富离子通道的隔膜。经PDA表面改性后，PHS73@PD展现出更优的热稳定性（分解温度提升20℃）和离子电导率（3.2 mS cm^-1 vs. 2.82 mS cm^-1）。在锂对称电池中，该材料表现出更低的电压迟滞和更稳定的锂离子剥离/沉积行为。

实验部分

试剂与材料：聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVdF-HFP，Mw=455000）、四氢呋喃（THF）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、聚丙烯隔膜（Celgard 2400）、NCM622正极材料、石墨负极及1M LiPF₆/EC:DMC电解液等。

作者贡献声明

Jin-Cheol Kim：负责论文撰写、数据可视化、方法验证及概念设计；Woo-Jin Song：指导研究并获取经费支持。