高安全性PEO-Al₂O₃复合隔膜的制备及电化学性能

来源期刊：材料导报2019年第20期

论文作者：张文魁 王佳 李姣姣 黄辉 甘永平 夏阳

文章页码：3512 - 3519

关键词：聚氧化乙烯;氧化铝;隔膜;离子电导率;阻燃性;锂离子电池;

摘    要：本工作以聚氧化乙烯（PEO）和氧化铝（Al₂O₃）为原料,利用刮涂法制备了一系列PEO-Al₂O₃复合隔膜,探索了Al₂O₃添加量对PEO-Al₂O₃复合隔膜的性能影响。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线能量色散谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱分析（XPS）、热重分析（TG）及燃烧实验法对复合隔膜的形貌、元素分布、相组成、表面化学状态和热稳定性进行表征。通过线性扫描伏安法（LSV）、电化学交流阻抗法（EIS）、孔隙率测试和吸液率实验考察了复合隔膜的电化学窗口、离子电导率、孔隙率和吸液率。实验结果显示,PEO-Al₂O₃-90复合隔膜具有最高的离子电导率(1. 21×10^-3S/cm)、最大的吸液率（260%）、较好的热稳定性、较高的孔隙率（47%）以及较宽的电化学窗口（0～4. 8 V）。通过组装电池发现,PEO-Al₂O₃-90复合隔膜电池在电流密度为0. 1C时表现出较高的放电比容量、优异的循环稳定性以及较强的安全性。