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锂电池隔膜的研究与进展摘要:隔膜位于正极与负极之间，当电池工作时其应具有以下作用（1）隔离正负极，防止电极活性物质接触引起短路;（2）具有较好的持液能力，电化学反应时，形成离子通道。
本文以化学和材料结构为类别，综述了不同种类锂电池隔膜的制备方法和研究现状，并对隔膜未来的发展趋势做了展望。
关键词: 锂电池、隔膜、微孔膜、无纺布、无机复合膜。
在锂离子电池正极与负极之间有一层膜材料，通常称为隔膜，它是锂离子电池的重要组成部分。
隔膜应具有两种基本功能：隔离正负电极，防止电池内短路。
能被电解液润湿形成离子迁移的通道。
在实际应用还应具备以下特征[1-4]：(1)电子的绝缘性；（2）高的电导率；（3）好的机械性能，可以进行机械制造处理；（4）厚度均匀；（5）受热时尺寸稳定变形量要小。
电池隔膜根据结构和组成可以分为不同的类型，目前比较常见的主要三种[1-4]（1）多孔聚合物膜。
是指通过机械方法、热致相分离法、浸没沉淀法等方法制备的孔均匀分布的膜。
（2）无纺布隔膜。
由定向的或随机的纤维而构成，通常会将其与有机物或陶瓷凝胶复合，以期得到具有优良化学与物理性质的隔膜。
（3）无机复合膜。
多采用无机纳米颗粒与高聚物复合得到。
本文针对锂电池性能和安全性对隔膜孔隙率、浸润性、热安全温度等方面的要求,对隔膜的制备改性方法进行了比较详细的评述与比较,以期为相关领域的研究者提供可借鉴的资料。
1 多孔聚合物膜1.1 PE/PP微孔膜PE与PP微孔膜的制备常采用的方法有两种，干法（熔融挤出法)和湿法( 热致相分离法)。
干法制备的原理是采用熔融挤出制备出低结晶度高取向的聚烯烃隔膜，经过高温退火处理提高结晶度、低温拉伸形成缺陷、高温拉伸将缺陷放大，最终形成具有多孔性的隔膜［5］。
湿法是将液态烃或小分子物质与聚烯烃树脂的共混物，经过加热熔融共混、降温发生相分离、双向拉伸制成薄膜、用易挥发物质萃取溶剂，从而制备出具备相互贯通的微孔膜[6]。
商用隔膜多为PE、PP单层膜，PE/PP双层膜，PP/PE/PP 三层隔膜（见图1）。
锂离子电池隔膜的研究及发展现状来源：佛山塑料集团股份有限公司日期：2018-7-1 作者：全球电池网点击：4599 摘要：综述了隔膜的主要作用及性能、国内外研究与发展现状。
重点叙述了隔膜的制备方法，对干法和湿法的原理、工艺及所制得的隔膜性能上的区别进行了详细的阐述；同时简单介绍了隔膜的改性研究现状和新型电池隔膜的发展，最后对电池隔膜的未来发展趋势进行了展望。
关键词：锂离子电池；隔膜；研究进展随着信息、材料和能源技术的进步，锂离子电池以其高比能量、长循环寿命、无记忆效应、安全可靠以及能快速充放电等优点而成为新型电源技术研究的热点。
锂离子电池除广泛用于日常熟知的手机、笔记本电脑以及其他数码电子产品之外，电动车的发展也将带动锂离子电池的更大需求，且在航空航天、航海、人造卫星、小型医疗、军用通信设备等领域中也得到了应用，逐步代替传统电池。
据统计，2007年铅酸电池在电池市场中所占份额下降到50％以下，2007年以后锂离子电池已在市场中占主导地位。
我国近几年在锂离子电池产业化方面取得了可喜进展，已成为全球重要的锂离子电池生产基地，产量跃居全球第三。
目前国内从事锂离子电池行业的企业超过百家，其中深圳的比亚迪、比克，天津的力神等已发展成为全球电池行业的骨干企业。
随着锂离子电池应用范围的进一步扩大，隔膜材料的需求量将进一步增加。
而世界上只有日本、美国等少数几个国家拥有锂离子电池聚合物隔膜的生产技术和相应的规模化生产，我国在锂离子电池隔膜的研究与开发方面起步较晚，仍主要依赖进口，隔膜的平均售价为8～15元／m2，约占整个电池成本的1／4，从而导致锂离子电池市场价格高居不下，目前国内80％以上的隔膜市场被美、目等国家垄断，国产隔膜主要在中、低端市场使用。
实现隔膜的国产化，生产优质的国产化隔膜，能有望降低整个隔膜乃至锂离子电池的市场价格。
1 电池隔膜的主要作用及性能要求电池隔膜是指在锂离子电池正极与负极中间的聚合物隔膜，是锂离子电池最关键的部分，对电池安全性和成本有直接影响。
锂离子电池隔膜技术分析及研究进展锂离子电池是一种重要的可充电电池，广泛应用于电动汽车、手机、笔记本电脑等电子产品中。
而隔膜作为锂离子电池的重要组成部分，起着电解液与正负极之间隔离的作用，对锂离子电池的性能有着重要影响。
本文将对锂离子电池隔膜的技术分析和研究进展进行探讨。
隔膜的主要功能是隔离正负极的接触，防止电池内部短路，同时允许锂离子的传输。
高性能的隔膜应具有以下几个特点：高离子导电性、较低的电子导电性、良好的机械强度、抗针刺性、较高的热稳定性和较低的内阻。
在离子导电性方面，一种常用材料是聚合物，如聚丙烯膜。
然而，聚丙烯膜存在着电解液渗漏的问题，会导致电池的短路。
为了解决这个问题，研究人员提出了各种改进措施。
例如，通过改变聚丙烯膜的孔径和微观结构来降低电解液的渗漏。
同时，也可以选择其他材料作为隔膜的替代品，如陶瓷材料和液体电解质。
陶瓷隔膜具有较高的离子导电性、优良的机械强度和热稳定性，但电子导电性较高，会增加电池的内阻。
为了解决这个问题，研究人员尝试使用复合材料制备隔膜，如陶瓷纤维增强聚合物复合膜。
这种隔膜兼具聚合物和陶瓷的优点，具有较低的电子导电性和较高的离子导电性。
此外，液体电解质也被用作锂离子电池的隔膜材料。
液体电解质通过浸渍到隔膜中，形成固态-液态结构，既能实现离子的传导，又能阻挡电池内部的短路。
但液体电解质隔膜的稳定性较差，易受到温度和环境湿度的影响。
在目前的研究中，隔膜的改进主要集中在以下几个方面：材料改良、结构优化和功能化设计。
材料改良包括合成新材料、改善现有材料的制备工艺，以提高离子导电性和机械性能。
结构优化主要通过调整孔隙结构、厚度和形状，来实现电解液的均匀分布和减少内阻。
功能化设计则是将隔膜与其他功能材料结合，实现多种功能，如自修复、阻燃和柔性性能。
总之，锂离子电池隔膜的技术分析和研究进展主要集中在提高离子导电性、降低电子导电性、改善机械强度和热稳定性等方面。
未来的发展方向包括材料的进一步改良、结构的优化和功能化设计的实现，以提高锂离子电池的性能和安全性。
锂离子电池隔膜材料的研究现状和发展趋势学院：班级：学号：姓名：时间：指导老师：一、锂离子电池隔膜概述电池隔膜是指在锂离子电池正极与负极中间的聚合物隔膜，是锂离子电池最关键的部分，对电池安全性和成本有直接影响。
目前已经商业化的锂离子电池隔膜主要由聚乙烯或聚丙烯材料制成。
其主要作用有：隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过；使电解质液中的电子在正负极间自由通过。
由于隔膜自身对电子和离子都是绝缘的，在正、负电极之间加入隔膜后不可避免地会降低正、负极之间的离子电导。
动力锂离子电池的安全运行需要具有更好热尺寸稳定性、热化学稳定性、更高机械强度的隔膜和聚合电解质材料。
隔膜和聚合电解质材料应该达到如下性能：电导率接近或达到液态电解质的导电率值10-3～10-2S/cm，锂离子迁移数尽可能接近1，电解质体系电化学稳定窗口大于4.5V；在电池工作的全部温度(-40℃～150℃)范围内，电解质（包括隔膜）具有良好的热稳定性、足够的力学稳定性；由于动力电池的运行温度一般在50℃～80℃之间，因而要求电解质（包括隔膜）耐温性能也要有大幅度的提高，至少要求能耐受150℃的热冲击。
从锂离子电池整体成本来看，正极材料占制造成本30%～40%，负极材料占15%～20%，电解液5%～10%，隔膜材料占15%～20%。
但其中附加值最高的材料为隔膜材料，毛利率达到70%，经济效益十分显著。
二、锂离子电池隔膜的生产工艺(1)干法干法是将聚烯烃树脂熔融、挤压、吹制成结晶性高分子薄膜，经过结晶化热处理、退火后得到高度取向的多层结构，在高温下进一步拉伸，将结晶界面进行剥离，形成多孔结构，可以增加隔膜的孔径；多孔结构与聚合物的结晶性、取向性有关，该法主要用PP。
干法按拉伸方向不同可分为单向拉伸和双向拉伸。
干法的关键技术在于聚合物熔融挤出铸片时要在聚合物的粘流态下拉伸300倍左右以形成硬弹性体材料，干法工艺见图1。
图1 干法工艺（单向拉伸）(2)湿法湿法的挤出铸片利用热致相分离，是将液态的烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合，加热熔融后形成均匀混合物，挥发溶剂，进行相分离，再压制得到膜片；将膜片加热至接近结晶熔点，保温一定时间,用易挥发物质洗去残留溶剂，加入无机增塑剂粉末使之形成薄膜，进一步用溶剂洗去无机增塑剂，最后将其挤压成片。
锂电池隔膜研究报告锂电池是目前应用最为广泛的二次电池系统之一，在移动电子设备、电动汽车等领域得到了广泛应用。
锂离子电池的正负极材料分别是锂离子嵌入型材料，通过嵌入/脱出和扩散的化学反应来储能和释放能量。
两个电极材料通过隔膜隔开，防止短路和化学反应的发生。
隔膜是锂离子电池中至关重要的组成部分，其主要作用是隔离正负电极并允许电解质在两个电极之间传输离子，同时保持良好的电化学稳定性。
传统隔膜材料主要包括聚乙烯、聚丙烯等有机高分子材料以及玻璃纤维等无机材料。
有机隔膜材料具有较好的机械稳定性和较低的电导率，但容易引起电解液的分解和挥发等问题，严重影响锂离子电池的效率、安全性和寿命。
无机隔膜材料具有较好的耐温性和化学稳定性，但制备成本高、脆性较大、导电性差等问题限制了其广泛应用。
随着锂离子电池的不断发展和应用需求的增加，人们对隔膜材料的性能和应用进行了广泛的研究。
近年来，纳米材料、多孔材料、复合材料等新型隔膜材料受到了广泛的关注。
纳米隔膜材料具有极高的比表面积和有效孔径，对离子传输的过程有很好的调控作用，同时具有良好的电阻率和化学稳定性。
常用的纳米隔膜材料包括氧化铝、二氧化硅、氧化锌等。
多孔隔膜材料具有良好的离子传输性能和高的机械强度，可以有效地提高锂离子电池的导电性和循环稳定性。
常用的多孔隔膜材料包括多孔陶瓷、多孔聚合物等。
复合隔膜材料通过将不同的材料组合成一个整体，可以兼具不同材料的优点，同时弥补各自的缺点，具有广泛的应用前景。
除了隔膜材料的种类，其物理化学性质也对锂离子电池的性能和安全性有重要影响。
隔膜材料的孔径大小和分布、孔隙率、厚度、化学稳定性和热稳定性等参数都需要进行合理设计和控制。
例如，水解稳定性较差的隔膜材料可能会导致电解液中的水分解产生气体，从而引起热失控和爆炸。
从隔膜材料的制备方法和表面改性方面入手，可有效地提高隔膜材料的物理化学性质和应用性能。
综上所述，隔膜材料是锂离子电池中至关重要的组成部分，其性能和质量直接关系到锂离子电池的安全性、循环寿命和能量密度。
锂离子电池隔膜的研究及发展现状锂离子电池作为一种重要的电化学能源存储装置，广泛应用于电动车、移动设备以及储能系统等领域。
而隔膜作为锂离子电池中的关键组成部分，起到隔离正、负电极的作用，同时允许锂离子在两个电极之间传输，保证电池的正常工作。
因此，隔膜的性能对锂离子电池的性能和安全性起着至关重要的作用。
隔膜的研究与发展主要集中在以下几个方面：1.隔膜的材料选择：隔膜应具备较高的离子传输性能，以实现高能量密度和高功率密度的要求。
目前主流的隔膜材料为聚烯烃类，如聚丙烯膜（PP）、聚乙烯膜（PE）等。
这些材料具有良好的机械性能和化学稳定性，但其热稳定性和耐电解液的性能有待提高。
2.隔膜的离子传输性能：锂离子在电池中的传输速率、传输效率和传输容量都与隔膜的性能密切相关。
目前研究主要集中在提高隔膜的离子通道的导电性能、提高离子的扩散速率、减少离子阻抗以及降低离子迁移的极化等方面。
一些新型材料的引入，如含石墨烯的复合材料、含离子液体的复合材料等，可以有效提高隔膜的离子传输性能。
3.隔膜的热稳定性和耐电解液性能：隔膜在高温下应具备较好的热稳定性能，以减少因高温引起的隔膜熔化、变形等问题，同时能够耐受电解液中含有的溶剂、盐和添加剂。
为此，研究人员通过添加聚合物抗氧化剂、热稳定剂和界面改性等方式提高了隔膜的热稳定性和耐电解液性能。
4.隔膜的安全性：隔膜在电池过充、过放以及外力挤压等极端条件下应具备较好的安全性能，以避免发生内部短路、热失控和火灾等事故。
目前的研究主要聚焦在设计具有自愈性质的隔膜，以及引入阻燃材料和耐火材料等，以提高隔膜的安全性能。
目前，隔膜的发展趋势主要包括以下几个方面：1.高导电隔膜：提高隔膜的离子传输速率和导电性能，以实现高功率密度的需求。
2.超薄隔膜：随着电池技术的发展，对电池体积和重量的要求越来越高，因此研发出更薄、更轻的隔膜是一种发展趋势。
3.热稳定隔膜：研究新型隔膜材料，提高其热稳定性和耐电解液性能，以满足高温环境下的需求。
锂电池隔膜的研究及发展现状2013202009 zsz摘要：综述了隔膜的主要作用及性能、国内外研究与发展现状。
重点叙述了隔膜的制备方法，对干法和湿法的原理、工艺及所制得的隔膜性能上的区别进行了详细的阐述；同时简单介绍了隔膜的改性研究现状和新型电池隔膜的发展，最后对电池隔膜的未来发展趋势进行了展望。
关键词：锂离子电池；隔膜；研究进展随着信息、材料和能源技术的进步，锂离子电池以其高比能量、长循环寿命、无记忆效应、安全可靠以及能快速充放电等优点而成为新型电源技术研究的热点。
锂离子电池广泛用于日常熟知的手机、笔记本电脑以及其他数码电子产品之外，电动车的发展也将带动锂离子电池的更大需求，且在航空航天、航海、人造卫星、小型医疗、军用通信设备等领域中也得到了应用，逐步代替传统电池。
据统计，2007年铅酸电池在电池市场中所占份额下降到50％以下，2007年以后锂离子电池已在市场中占主导地位。
我国近几年在锂离子电池产业化方面取得了可喜进展，已成为全球重要的锂离子电池生产基地，产量跃居全球第三。
目前国内从事锂离子电池行业的企业超过百家，其中深圳的比亚迪、比克，天津的力神等已发展成为全球电池行业的骨干企业。
随着锂离子电池应用范围的进一步扩大，隔膜材料的需求量将进一步增加。
而世界上只有日本、美国等少数几个国家拥有锂离子电池聚合物隔膜的生产技术和相应的规模化生产，我国在锂离子电池隔膜的研究与开发方面起步较晚，仍主要依赖进口，隔膜的平均售价为8～15元／m2，约占整个电池成本的1／4，从而导致锂离子电池市场价格高居不下，目前国内80％以上的隔膜市场被美、目等国家垄断，国产隔膜主要在中、低端市场使用。
实现隔膜的国产化，生产优质的国产化隔膜，能有望降低整个隔膜乃至锂离子电池的市场价格。
1 电池隔膜的主要作用及性能要求电池隔膜是指在锂离子电池正极与负极中间的聚合物隔膜，是锂离子电池最关键的部分，对电池安全性和成本有直接影响。
其主要作用有：隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过；让电解质液中的离子在正负极间自由通过。
锂离子电池隔膜的研究概述
锂离子电池隔膜是一种重要的电池组件，它位于正负极之间，用于隔离正负电极及离子传输，并防止短路和故障发生。
隔膜的性能直接影响到锂离子电池的安全性、能量密度和循环寿命等关键指标。
在锂离子电池隔膜的研究中，主要集中在以下几个方面：
1. 材料选择与设计：研究人员通过选择合适的材料和设计结构，以提高隔膜的热稳定性、电化学稳定性和机械强度等性能。
例如，聚合物材料是常用的隔膜材料，但其热稳定性较差，因此可以通过添加添加剂或改变材料结构来提高其热稳定性。
2. 孔径与孔隙度控制：隔膜的孔径和孔隙度对离子传输速率和电池性能有重要影响。
研究人员通过控制隔膜的孔径大小和孔隙度，可以提高离子传输的效率，减小电池内部电阻，从而提高电池性能。
3. 界面与润湿性调控：隔膜与正负电极之间的界面影响到电池的内阻和离子传输速率。
研究人员通过调控隔膜材料的润湿性和界面相互作用，可以减小界面阻抗，提高离子传输速率，从而提高电池的性能。
4. 抗击穿性与热稳定性研究：对于高能量密度和长寿命的锂离子电池，隔膜的抗击穿性和热稳定性是至关重要的。
研究人员通过探索新的材料和改进隔膜的结构来提高其抗击穿性和热稳定性，以保证电池的安全性和可靠性。
总的来说，锂离子电池隔膜的研究主要集中在材料设计与选择、孔径与孔隙度控制、界面与润湿性调控、抗击穿性与热稳定性研究等方面，旨在提高锂离子电池的性能和安全性。
锂离子电池隔膜的研究进展一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和环境保护压力的加大，锂离子电池作为一种高效、环保的能源储存与转换装置，在电动汽车、便携式电子产品以及可再生能源系统等领域的应用越来越广泛。
而作为锂离子电池中的关键组件之一，隔膜的性能对电池的安全性和电化学性能具有重要影响。
因此，对锂离子电池隔膜的研究进展进行综述，对于推动锂离子电池技术的进一步发展具有重要意义。
本文首先介绍了锂离子电池隔膜的基本结构和功能，阐述了隔膜在电池中的作用及其重要性。
然后，重点回顾了近年来锂离子电池隔膜在材料、结构和制备工艺等方面的研究进展，包括无机隔膜、有机隔膜和复合隔膜等不同类型的隔膜材料，以及纳米技术、表面改性等先进制备工艺的应用。
本文还讨论了锂离子电池隔膜研究面临的主要挑战和未来发展趋势，如提高隔膜的机械强度、热稳定性和离子透过性等。
通过综述锂离子电池隔膜的研究进展，本文旨在为相关领域的研究人员提供全面的参考和借鉴，促进锂离子电池技术的不断创新和发展，为推动可持续能源利用和环境保护做出贡献。
锂离子电池隔膜是电池内部的一种关键组件，其主要功能是在正负极之间提供一个物理屏障，防止电池在工作过程中发生短路和燃爆。
隔膜还需要允许电解液中的离子通过，以保证电池的正常充放电过程。
隔膜的材料通常需要具备良好的化学稳定性、高的机械强度、优秀的热稳定性和低的离子电阻。
目前，商业化的锂离子电池隔膜主要由聚烯烃材料（如聚乙烯、聚丙烯）制成，这些材料在电解液中具有良好的化学稳定性。
一些先进的隔膜还采用了多层结构、纳米涂层、陶瓷涂覆等技术，以提高其性能。
隔膜的性能对锂离子电池的性能有重要影响。
理想的隔膜应该具有高的孔隙率、合适的孔径和孔径分布，以提供足够的离子通道。
同时，隔膜的厚度、机械强度、热稳定性等也需要与电池的其他组件相匹配，以保证电池的安全性和长寿命。
近年来，随着锂离子电池在电动汽车、储能系统等领域的大规模应用，对隔膜的性能要求也越来越高。
新型高性能锂离子电池隔膜材料研究实验报告一、引言锂离子电池作为一种重要的储能装置，在移动电子设备、电动汽车和储能系统等领域得到了广泛的应用。
隔膜作为锂离子电池的关键组件之一，其性能直接影响着电池的安全性、循环寿命和性能。
传统的锂离子电池隔膜材料存在一些局限性，如孔隙率低、热稳定性差、电解液润湿性不佳等，限制了锂离子电池性能的进一步提升。
因此，开发新型高性能锂离子电池隔膜材料具有重要的意义。
二、实验目的本实验旨在研究和开发一种新型高性能锂离子电池隔膜材料，以提高锂离子电池的性能和安全性。
三、实验材料与设备1、实验材料聚偏氟乙烯（PVDF）纳米二氧化硅（SiO₂）聚乙烯醇（PVA）丙酮去离子水2、实验设备电子天平磁力搅拌器超声清洗器真空干燥箱涂布机电池测试系统四、实验方法1、隔膜的制备将一定量的 PVDF 溶解在丙酮中，搅拌均匀，得到 PVDF 溶液。
将一定量的纳米 SiO₂加入到 PVDF 溶液中，超声分散均匀。
将一定量的 PVA 溶解在去离子水中，搅拌均匀，得到 PVA 溶液。
将 PVA 溶液缓慢滴加到 PVDF/SiO₂混合溶液中，搅拌均匀，得到铸膜液。
将铸膜液用涂布机涂布在干净的玻璃板上，放入真空干燥箱中干燥，得到隔膜。
2、隔膜性能测试孔隙率测试：采用称重法测量隔膜的孔隙率。
吸液率测试：将隔膜浸泡在电解液中，一定时间后取出，称重，计算吸液率。
热稳定性测试：使用热重分析（TGA）仪测试隔膜的热稳定性。
离子电导率测试：采用交流阻抗法测量隔膜的离子电导率。
电池性能测试：将制备的隔膜组装成锂离子电池，进行充放电测试，评估电池的性能。
五、实验结果与分析1、孔隙率制备的新型隔膜孔隙率为____%，高于传统隔膜的孔隙率（＿___%）。
较高的孔隙率有利于电解液的渗透和锂离子的传输，从而提高电池的性能。
2、吸液率新型隔膜的吸液率为____%，明显高于传统隔膜的吸液率（＿___%）。
良好的吸液性能有助于提高电解液在隔膜中的保留量，减少电池内阻，提高电池的循环性能。
B013聚合物锂离子电池隔膜的研究操建华朱宝库徐又一*（浙江大学高分子科学研究所，杭州，310027）摘要采用偏氟乙烯－六氟丙烯无规共聚物（PVDF-HFP）为膜材料，N,N－二甲基乙酰胺（DMAc）为溶剂，相转化法制备了PVDF-HFP微孔膜。
该膜用1 M的LiPF6-PC/DMC（体积比1：1）电解质液体活化后得到聚合物电解质膜。
研究了聚合物浓度和凝固浴组成及温度等对PVDF-HFP微孔膜的结构形态、孔隙率、N2透气率和吸液率的影响。
扫描电镜观察了各种条件下制得的膜的形态及结构。
所得到的PVDF-HFP膜为非对称膜，孔隙率可达70％，N2透气率在0.1Mpa下为306.92 ml/min・cm2，吸附电解液的能力为自身重量的300％，吸液后其室温电导率为9.02×10-4S cm-1。
关键词聚（偏氟乙烯－六氟丙烯）相转化锂离子电池隔膜Study on the polymer microporous membranes for lithium ion battery separatorCAO Jianhua, ZHU Baoku, XU Youyi(Institute of Polymer Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, 310027,Zhejiang, China)Abstract The PVDF-HFP microporous membrane was prepared by phase inversion method (using DMAc as solvent), then activated by 1M LiPF6 in EC/DMC (1:1, v/v) electrolyte solution. The effect of polymer concentration, composition of coagulation bath and temperature on membrane morphology, porosity and electrolyte liquid uptake were investigated. The surface and cross section structure of membranes were observed by SEM. The porosity of membranes is up to 70% and the permeability of N2 is 306.92 ml/min・cm2 at 0.1MPa.The liquid uptake is 300wt% of its weight. Gel polymer electrolyte composed of PVDF-HFP-based microporous membrane, LiPF6-EC/DMC show high ionic conductivity and can reach to 9.02×10-4S cm-1 at room temperature.Keywords Poly (vinyldiene fluoride-co- hexafluoropropylene), phase inversion, lithium ion battery, separator引言随着能源、信息、材料的发展，二次锂离子电池技术及其相关材料也得到迅速发展。
聚合物锂离子电池与目前使用的液态锂离子电池相比，具有体积小、质量轻、寿命长、安全性能高及易于电池形状设计等特点，可满足手机和笔记本电脑等进一步向小型化、轻量化发展的要求[1－2]。
在二次锂离子电池中，微孔聚合物隔膜是电池的重要组成部分，它置于正负电极之间，起到既可以使两电极尽量靠近又可避免正负极活性物质接触短路的作用。
隔膜性能的优劣影响着电池的内阻、充放电电流密度、循环性等特性，因此性能优异的隔膜对于提高电池的综合性能有着重要的意义。
目前，二次锂离子电池中广泛使用的隔膜为Celgard法生产的微孔膜。
所采用的材料为聚丙烯或聚乙烯，结晶度高且极性小而不利于电解质液的溶胀，仅靠微孔中包埋的电解质导电，*通讯联系人而且聚丙烯属难粘材料，不利于正、负极间的粘接，隔膜与电极间界面结合不紧密，影响电池的能量密度和安全性。
浸没沉淀相转化法是制备聚合物微孔膜的常用方法[3]。
聚合物电解质隔膜采用的聚合物材料有聚环氧乙烷（PEO ）[4]、聚丙烯腈[5]、聚甲基丙烯酸甲酯[6]、聚偏氟乙烯[7]等，其中偏氟乙烯和六氟丙烯的无规共聚物（PVDF-HFP ）为部分结晶的聚合物[8]，由于共聚效应使其结晶度较低，其无定形部分更易溶胀电解质液体而提高导电率，而结晶部分使得隔膜具有一定的机械强度，因而适宜于作为聚合物电解质隔膜材料。
本文采用相转化法制备了PVDF-HFP 微孔膜，该膜用1 M 的LiPF 6-PC/DMC （体积比1：1）电解质液体活化后得到聚合物电解质膜。
研究了聚合物浓度、铸膜液组成及温度、凝固浴组成等对PVDF-HFP 微孔膜的结构形态、孔径、孔隙率和N 2透气率的影响。
1 实验部分1.1 原材料与膜的制备：PVDF-HFP （Aldrich ，USA ）50℃真空干燥24h ；N,N －二甲基乙酰胺（DMAc ），分析纯，上海三爱思公司；蒸馏水。
电解液为1 M 的LiPF 6-EC/DMC （体积比1：1），张家港市国泰华荣有限公司。
将一定浓度的PVDF-HFP 溶于DMAc 中，在70℃的恒温水浴中机械搅拌得到均相的透明溶液，真空脱泡数小时后静置。
室温下，用医用刮刀将聚合物溶液刮涂到光洁的玻璃板上，30s 后浸入蒸馏水中发生相分离而成膜。
在蒸馏水中浸泡24h 后依次经无水乙醇和正己烷浸泡，自然干燥。
该膜用1 M 的LiPF 6-PC/DMC （体积比1：1）电解质液体活化后得到聚合物电解质膜。
1.2表 征：DSC(Perkin-Elmer DSC7)测定PVDF-HFP 的熔点，结晶度采用XRD (XD-98, Philips X light pipe)测试。
干燥的膜在液氮中淬断，镀金后采用扫描电镜（SEM, JEOL, JSM-5510LV , Japan ）观察膜断面和表面的形态结构。
吸液率的测定是把干样称重后浸泡在电解液中，直至吸收平衡，再取出湿隔膜称重。
吸液率(η)为 式（1）(其中：m —干隔膜质量, —湿隔膜质量)。
孔隙率采用密度法测量（式2）（其中，ρm 为膜的密度，ρp 为纯PVDF-HFP的密度，ρp=1.77g cm -3）。
N 2通量采用GTL-D 膜孔径测定仪（国家海洋局杭州水处理技术中心）在0.1MPa 下测试。
采用AC 阻抗法测试电导率，仪器为Solatron 公司1287型电位仪，1225B 型频率响应分析仪，频率范围0.01Hz ～106 Hz ，测量频率0.005～106Hz 。
12m %100112×−=m m m η （1） pm P ρρ−=1 （2） 2 结果与讨论2.1 结构特征由PVDF-HFP 的DSC 和XRD 谱图可知，该聚合物为部分结晶的聚合物，Tm ＝144℃，Tc ＝117℃。
由XRD 图谱结合结晶度为22％， 2θ为18.267，19.883，26.593处，对应着α晶型[9]。
与PVDF 相比，PVDF 的结晶度为33％，2θ的位置不变，但是峰的面积减小了，说明由于六氟丙烯的共聚效应使结晶度降低了，但是没有改变晶型。
2 .2 聚合物浓度的影响图3的断面SEM 可见，所得到的膜为非对称结构的膜，由致密的皮层、指状大孔和海绵状孔三层组成，随着聚合物浓度增大，指状大孔逐渐增大。
PVDF-HFP 膜的表面孔较少而且孔径小，约40nm 。
图4为聚合物浓度对孔隙率和N 2通量的影响。
随着聚合物浓度增大，孔隙率和N 2通量都减小。
聚合物浓度为12wt ％时孔隙率达到79.80%，0.1Mpa 下 N 2通量为2.65ml/ cm 2·s 。
Fig.1 The DSC curve of PVDF-HFP Fig.2 The XRD pattern of PVDF(a) and PVDF-HFP(b)2.3凝固浴组成及温度的影响 当向凝固浴中加入溶剂DMAc 后，所得到的膜为海绵状孔的非对称膜。
由于凝固浴为溶剂与非溶剂的共混物时，减小了溶剂和非溶剂的交换速率，使得相分离由瞬时相分离向延时相分离变化，因此指状大孔逐渐消失，得到海绵状结构。
由表1可以看出，随着凝固浴温度升高，溶剂与非溶剂的交换速度加快，加快了相分离的速度，孔隙率减小。
N 2通量变化与孔隙率的变化没有直接关系，它不仅与孔隙率有关，而且受孔径的影响。
但是PVDF-HFP 膜对电解质的吸液率却与孔隙率成正比，随孔隙率增大，吸液率增大。
Table 1 The porosity and permeability of N 2 of membranes with different preparation conditio ns Composition ofcoagulation bath Temperature （℃） Membrane Thichness (m) porosity （%） Permeability of N 2（ml/min ・cm 2，0.1Mpa ）Liquid uptake (％) 25％DMAc/ H 2O （v/v ）10 30 58.28 52.45 231.42 50％DMAc/ H 2O （v/v ）10 30 66.84 52.95 256.31 75％DMAc/ H 2O （v/v ） 10 30 70.45 306.92 305.45H 2O 1033 66.0 13 182.49 Fig.4 The porosity and permeability of N 2of membranes with different PVDF-HFP concentration (solvent: DMAc, non-solvent: water,temperature:10℃)Fig. 3 The SEM photograph of membranes with different PVDF-HFP concentration （A 12wt% B 15wt%C 20wt% D the suface of 15wt%, solvent: DMAc, non-solvent: water, temperature:10℃)H2O 2550.95 18135.473047.04 6 115.6130H2O 35对PV DF-HFP膜，除了微孔膜的孔中包埋和解液外，其无定形部分也会溶胀一部分电解液，因此其吸液率较高。
