A heatproof electrospun PES/PVDF composite membrane as an advanced separator for lithium‐ion batteries

材料科学 分离器(采油) 热稳定性 聚烯烃 结晶度 化学工程 复合材料 复合数 电解质 电极 高分子化学 化学 图层(电子) 物理化学 工程类 物理 热力学 生物化学
作者
Weiwei Cui,Lina Shi,Wei Song,Xu Wang,Zeyu Lin,Wei Deng,Yingyi Ma
出处
期刊:Journal of Applied Polymer Science [Wiley]
卷期号:137 (43) 被引量:15
标识
DOI:10.1002/app.49328
摘要

Abstract In the present paper, the physicochemical properties of a novel composite fibrous membrane, based on a mixture of poly(aryl ether sulfone) (PES) and poly(vinylidene fluoride) (PVDF), as separators for lithium‐ion batteries are reported and discussed. Compared with the pure PVDF fibrous membrane, the introduction of PES can decrease the PVDF crystallinity while increasing the proportion of α‐phase. Meanwhile, the initial thermal decomposition temperature is enhanced by 24°C. Heat shrinkage tests and thermomechanical analyzers indicate the composite membrane has significantly improved thermal‐dimensional stability. The shrinkage rate of the composite membrane after heat‐treated at 180°C for 2 hr is only 4.8%, which is far below the Celgard separator (82%) and the pure PVDF fibrous membrane (75%). The composite membrane with excellent wettability demonstrates a high ionic conductivity (1.69 × 10 −3 S cm −1 ) at room temperature as well as high electrolyte uptake (595%). The cells assembled with the composite membrane exhibit more stable cycle performance, capacity retention, and C‐rate capability than that with polyolefin separator. These results suggest that PES/PVDF composite fibrous membrane is an effective separator for high‐performance Lithium‐ion batteries.
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