具有不同形态的PVdF基电纺纤维及其在二次电池中的应用

在这项研究中，通过静电纺丝法制备了原始PVdF纳米纤维（PPFs）、纳米复合纤维（NCFs）和双组分纤维（BCFs）。使用TiO2和SiO2纳米填料来调整隔膜的特性和性能。研究了样品的形貌、热降解行为、热尺寸稳定性、力学性能、孔隙率、电解质吸收和电化学性能。在优化的条件下成功制备了三种形态，发现在0.4ml/h的进料速率和15kV的外加电压下，聚合物浓度为15 wt％。纺丝溶液的粘度和电导率对纤维形态有着显著的影响。

对于纳米复合纤维和双组分纤维，TiO2和SiO2纳米填料均匀分散在整个纤维轴上，与基体具有良好的附着力。纳米填料可以提高隔膜的热稳定性、机械强度和电化学性能。所制备隔膜的热性能、力学性能、孔隙率、电解质吸收和电化学性能的测定结果如下：NCFs＞BCFs＞PPFs。

图1.纳米纤维、纳米复合纤维和双组分纤维纺丝溶液的配制

图2.本研究使用的静电纺丝系统

图3.热稳定性试验条件和收缩率的计算

图4.纸框以及将纳米纤维膜放置在把套之间

图5.（A）S1，（B）S2，（C）S3，（D）S4和（E）S5的SEM图像

图6.（A）TiO2、SiO2和PVdF基隔膜的TGA图

图7.PVdF基隔膜的热收缩试验结果

图8.PVdF基隔膜的应力-应变曲线

图9.（A）使用PVdF基隔膜的Li/LiCoO2电池的首次放电特性和（B）循环行为