聚偏氟乙烯(PVDF)共聚物在锂电池中的应用(2)

      我国是世界上最大的电池生产国，各类电池材料多数已实现国产化，唯独隔膜材料大多数还处在研发阶段尚未实现工业化生产。因此，开始和研制高性能的电池隔腊成为电池行业的重中之重。
      最新研究的方法是以静电纺丝技术制备的非织造布膜作为锂离子电池隔膜。静电纺丝所得纤维最主要的特点是纤维直径很细，具有高的比表面积，且所得亚微米级纤维堆积而成的层状膜具有较高的孔隙率和优异的离子电导率。因此， 静电纺丝法是制备高性能电池隔膜最为理想的方法之一。
      静电纺丝是指通过对聚合物溶液(或熔体)施加外加电场来制造聚合物纤维的纺丝技术。近年来静电纺丝技术作为一种可制备纳米级纤维的加工方法引起了广泛关注。用静电纺丝方法制得的纤维直径可达纳米级，相比于采用常规方法制得的纤维直径小几个数量级，且具有比表面积大、孔隙率高、孔径小、长径比大等优点。理论上几乎所有可以溶解于一定溶剂中并形 成稳定溶液体系或能够熔融形成熔体的聚合物都可以采用静电纺丝技术制备具有亚微米、纳米尺寸的纤维材料。1994年, 美国Bellcore公司宣布其研制出一种新型的PVDF基聚合物电解质的锂离子电池, 它是用聚偏氟乙烯-六氟丙烯( PVDF-HFP) 的共聚物制成多孔薄膜, 吸附电解液后, 具有较高的电导率和良好的机械性能, 但是在制备过程中须要抽提造孔剂邻苯二甲酸二丁酯, 给规模化生产带来不利。
      对于高能电池, 存在着三种聚合物电解质: 干性固态电解质( DSPE) 、凝胶固态电解质( GSPE) 、以及多孔固态电解质( PSPE) 。PVDF及其共聚物由于高溶解度、低结晶度、以及低的玻璃化转变温度, 被广泛用作PSPE基体。但是, PSPE的力学强度、热稳定性及界面稳定性均很差。在PVDF基电解质的应用中, 很关键的一点就是如何制备多孔固态电解质。在PVDF基电解质中, 很多时候都是采用让它与六氟丙烯共聚后再制备出电解质薄膜。因为共聚物的结晶度比PVDF的结晶度要低, 而且共聚物具有相当高的介电常数( =8.4) , 有利于形成更高的载流子浓度。