聚酰亚胺/羟乙基纤维素复合纤维膜的制备及其电池性能研究

以羟乙基纤维素(HEC)作为聚酰亚胺(PI)纳米纤维膜的功能改性材料,通过原位一体化增强改性技术制备了PI/HEC纳米纤维复合隔膜,通过HEC对PI纳米纤维进行均匀粘接包覆提升PI纤维膜强度,同时将HEC的极性官能团作为功能位点均匀分布在PI纳米纤维表面实现锂离子流的调控。研究表明,HEC的引入赋予PI/HEC隔膜优异的拉伸强度(58.65 MPa)、高浸润性(接触角14.31°),高离子电导率(1.63 mS/cm)及高离子迁移数(0.58);PI/HEC组装的电池在0.1 C表现出高放电容量(170.1 mAh/g),尤其在2 C下仍具有良好的放电容量(135 mAh/g),且在1 C循环100圈后的容量保持率达69.43%,库伦效率接近100%。此外,在1 mA/cm^(2)(1 mAh/cm^(2))条件下的锂沉积测试中,PI/HEC电池稳定循环600 h后过电位低于0.23 V,且密度泛函理论计算证实HEC对锂离子有更高的结合能,因而HEC的极性基团可通过调控锂离子实现锂枝晶的抑制。