聚偏氟乙烯-六氟丙烯多孔隔膜的制备工艺

采用倒相法制备PVDF-HFP(聚偏氟乙烯-六氟丙烯)多孔薄膜。主要研究了聚合物溶胶的制备工艺条件、薄膜的制作工艺、不同溶剂和非溶剂对薄膜孔结构及性能的影响。研究表明:以丙酮为溶剂、蒸馏水为非溶剂的溶胶在60 ℃下搅拌2 h,采用干法制膜,薄膜厚度控制在50 μm左右,这样制得的薄膜能满足聚合物锂离子蓄电池对隔膜材料性能的要求。以这种隔膜制作的聚合物锂离子蓄电池表现出良好的充放电性能。

聚偏氟乙烯-六氟丙烯纳米纤维膜3D微/纳米串珠构建及性能

文中以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为成纤聚合物、SiO_(2)为无机添加剂,通过静电纺丝法与静电喷涂法制备了PVDF-HFP/(PVDF-HFP/SiO_(2))复合纳米纤维膜,并研究了SiO_(2)添加量和喷涂时间对其结构和性能的影响。结果发现,所得复合纳米纤维膜由下层PVDF-HFP纳米纤维和上层PVDF-HFP/SiO_(2)微/纳米串珠构成。当SiO_(2)质量分数为2%、喷涂时间为2 h时,所得膜的水接触角高达123°,具有优异的疏水性,呈现出优异的油水分离性能,分离通量可达9800 L/(m^(2)·h),分离效率大于99%。此外,所得膜循环使用10次后分离效率仍可达98%以上。

静电纺丝法制备聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物锂离子电池隔膜及性能

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮的混合溶液为溶剂,通过静电纺丝技术制备了聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)纳米纤维膜,并对纺丝工艺及纤维膜的性能进行了详细研究。结果表明:PVDF-HFP纤维膜的最佳纺丝工艺条件为:纺丝液浓度为0.26g/mL、溶剂DMF与丙酮的体积比为7∶3、纺丝电压为20kV、纺丝温度为30℃。制备的PVDF-HFP纤维膜中纤维直径主要分布在150～300nm,膜的熔点为157.94℃,拉伸强度为10.09MPa,断裂伸长率为74.34%,孔隙率达84%,吸液率达到570%。

热致相分离法制备聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)/离子液体凝胶膜及气体渗透性能

采用热致相分离(TIPS)法制备p(VDF-HFP)/[BMIM]PF6凝胶膜,对该膜的内部结构及机械性能进行表征,探讨了[BMIM]PF6添加量对凝胶膜的CO2/N2渗透性能影响。结果表明:随着[BMIM]PF6添加量的增加,p(VDF-HFP)/[BMIM]PF6体系的凝胶温度逐渐降低,凝胶膜的聚合物骨架结构由致密变成疏松的球晶结构;同时[BMIM]PF6的添加降低了凝胶膜的结晶度,改善了p(VDF-HFP)链段的柔韧性,因而膜的CO2和N2渗透系数显著增加,CO2/N2渗透选择性则先升高后降低;凝胶膜受扩散过程控制,当[BMIM]PF6添加量(质量分数)由0增加到60%时,凝胶膜的CO2渗透性系数从0.2 Barrer增加到94.3 Barrer。

聚偏氟乙烯-六氟丙烯多孔膜的制备和微结构

为了研究非溶剂对多孔膜微结构的影响,采用浸没沉淀相转化法,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,以甲醇、乙醇、乙二醇或丙三醇为非溶剂,制备了聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)多孔膜.扫描电子显微镜显示,铸膜液中没有添加非溶剂时,由于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)相对于水的扩散速度很快,导致多孔膜表面形成致密皮层,膜支撑层的孔结构为指状孔和海绵状孔相结合;而非溶剂甲醇和乙醇的添加,并没有明显改变多孔膜皮层的致密结构,支撑层仍然是指状孔和海绵状孔相结合;但是,多元醇的添加使制备的PVDF-HEP皮层和中间层具有较好的孔结构,孔隙率比较高.丙三醇添加到PVDF-HFP的制膜液中,使多孔膜的皮层形成了均匀的微孔结构,膜支撑层为拇指状大孔结构,孔隙率达到81.3%.

聚偏氟乙烯-六氟丙烯凝胶聚合物电解质膜制备工艺的优化

采用正交试验法筛选出制备聚偏氟乙烯-六氟丙烯凝胶聚合物电解质膜的最佳条件,即搅拌温度50℃、溶剂蒸发时间15 min、空气相对湿度40、相转化温度40℃。实验表明,溶剂蒸发时间对凝胶聚合物电解质膜吸液率影响最显著。在最佳制膜条件下,考察了3种增塑剂,即PEG-400、DBP 和 PVP-K30对凝胶聚合物电解质膜吸液率的影响。研究结果表明,在本实验中,PEG-400、DBP 和 PVP-k30的含量为0.1 g 时,对应膜的吸液率分别为495%、480%和540%,说明 PVP-K30是最理想的增塑剂,值得推广使用。

改性硅藻土/聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物插层结构多孔聚合物电解质的制备及电化学性能

采用聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物[P(VDF-HFP)]为基体,掺杂不同质量分数的表面改性硅藻土,通过浇铸-热压法制膜。利用扫描电镜、X射线衍射、热重-差示扫描量热法、交流阻抗法等测试手段对电解质膜的物理和电化学性能进行了表征与测试。实验表明,添加2%改性硅藻土的聚合物电解质膜相比于纯聚合物电解质膜的孔隙率、吸液率和热稳定性都有所提高,结晶度降低,界面稳定性极大改善,电导率(30℃)和电化学稳定窗口分别达2.90 mS/cm和5.5V。表明在聚合物基体中嵌入高开孔结构的硅藻土构成插层结构的方案具有取代造孔剂制膜方法的可能性。

聚碳酸酯对聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物结构和介电性能影响的研究

通过熔融共混法制备了聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物/聚碳酸酯[P(VDF-HFP)/PC]共混物,采用偏光显微镜(POM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)表征了共混物的晶体结构、结晶度和熔融行为。结果发现PC对P(VDF-HFP)的晶型基本没有影响,只是使其晶粒细化,结晶度和熔融温度降低。同时对共混物的介电性能进行研究发现,介电常数和损耗都有所下降,并且EMT模型对共混物介电常数的预测更接近实验值。

聚偏氟乙烯-六氟丙烯接枝聚丙烯酸磺酸丙酯制备质子膜

以聚偏氟乙烯(PVDF)-六氟丙烯(HFP)中PVDF的仲氟原子直接引发甲基丙烯酸(3-磺酸钾)丙酯(SPMA)的原子转移自由基聚合,成功得到以PVDF-HFP为主链、侧链含磺酸基团的接枝聚合物(PVDF-HFP-g-PSPMA)质子交换膜.通过红外、核磁分析方法对PVDF-HFP-g-PSPMA的结构进行表征.反应不同时间得到的PVDF-HFP-g-PSPMA离子交换容量为0.051～0.59meq/g,质子传导率为(2.58～30.9)×10-2S/m.

聚偏氟乙烯-六氟丙烯基复合聚合物电解质的化学改性研究进展

主要介绍了近年国内外锂离子电池聚偏氟乙烯-六氟丙烯基复合聚合物电解质的化学改性研究进展。对组成聚偏氟乙烯-六氟丙烯基复合聚合物电解质的隔膜、增塑剂、锂盐的研究现状及机理做了总结,并展望了聚合物电解质的发展前景。

锂硫电池用聚偏氟乙烯-六氟丙烯/聚碳酸丙烯酯基复合凝胶聚合物电解质

以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)/聚碳酸丙烯酯(PPC)为聚合物基体,在聚合物中添加Li5.5La3Zr1.75Ta0.25O12(LLZTO)颗粒、并利用无纺布作为骨架来制备复合凝胶聚合物电解质(CGPE)。当CGPE中的PVDF-HFP/PPC质量比为2∶1、LLZTO颗粒在聚合物中的质量百分比为5wt.%时,CGPE表现出3.5×10-4S cm-1的离子电导率。同时,CGPE膜中有无纺布做支撑,具有较好的机械强度,在同样大小的拉伸强度下,CGPE的伸长量是商用隔膜的三倍,表现出良好的韧性。以该CGPE为电解质的锂硫电池表现出良好的循环稳定性能,0.1C下充放电,首次放电比容量为896mAh g-1,首次库伦效率高于液态电池,循环100次后仍有74%的容量剩余,容量保持率高于液态电池。

锂离子电池用聚偏氟乙烯—六氟丙烯基微孔聚合物电解质的研究进展

聚偏氟乙烯—六氟丙烯基微孔聚合物电解质是当前锂离子电池材料的研究热点之一,介绍了聚偏氟乙烯-六氟丙烯基微孔电解质膜的制备方法如萃取法、直接法、静电纺丝法和倒相法,但制备出的微孔聚合物电解质膜存在性能上的缺陷,无机填料的掺杂能有效改善聚合物电解质膜的机械性能和离子电导率,概述了无机填料的种类,并介绍了无机填料的添加方法和改性方法。最后对聚偏氟乙烯—六氟丙烯基聚合物电解质的发展趋势做出了展望。

静电纺丝法制备聚偏二氟乙烯-六氟丙烯电解质膜用于电化学执行器

本研究采用静电纺丝法制备了两种具有不同纤维直径的聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)电解质薄膜用于电化学执行器.相比于滴涂薄膜,电纺薄膜具有出色的柔韧性和大量孔隙结构,其中粗纤维薄膜(PVDF-HFP22%(w))表现出更好的拉伸断裂应力(7.52 MPa)、拉伸断裂伸长率(235%)和器件面电容(39.8 mF·cm^(-2)).在±0.5 V, 0.1 Hz的低驱动电压下,粗纤维薄膜制备的电化学执行器的驱动位移为9.6mm,相比于细纤维执行器的6.5mm和滴涂薄膜执行器的2.6 mm分别提升了1.48倍和3.69倍.当电压升高到±2 V, 0.1 Hz时,粗纤维薄膜执行器驱动位移为24.3 mm,分别是细纤维执行器的1.19倍和滴涂样品的1.46倍.该工作为制备大驱动位移电化学执行器提供了新的思路与方法.

聚乙烯-乙烯醇磺酸锂/聚偏氟乙烯-六氟丙烯锂离子电池隔膜的制备及性能

以聚乙烯-乙烯醇的磺化物(EVOH-SO3Li)和聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为原料,利用高压静电纺丝技术纺制成高孔隙率、纤维粗细均匀的EVOH-SO3Li/PVDF-HFP复合隔膜材料。利用FTIR、SEM、万能拉伸试验仪、TGA、BMP3电化学工作站和电池检测系统对EVOH-SO3Li/PVDF-HFP隔膜进行测试分析。测试结果表明:EVOH-SO3Li/PVDF-HFP隔膜形成致密的三维网络结构,纤维粗细均匀,孔径均一,EVOH-SO3Li/PVDF-HFP隔膜的孔隙率和吸液率分别为85%和437%;与纯EVOH-SO3Li隔膜相比,EVOH-SO3Li/PVDF-HFP复合隔膜的拉伸强度最大值从2.17MPa提高至8.33MPa,起始热分解温度升高至310℃,并表现出良好的电化学性能和电池性能。其中电化学稳定窗口由5.6V增至5.8V,界面阻抗由425.51Ω降低至115.24Ω,离子电导率由1.592×10^-3S/cm提高至3.102×10^-3S/cm;采用EVOH-SO3Li/PVDF-HFP隔膜组装的锂离子电池在0.5C放电电流下循环100次后容量保持率为96.65%。

PVDF-HFP基复合多孔聚合物电解质膜的研制

聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)多微孔膜在锂离子电池领域中具有很好的应用前景.采用Bellcore制膜法,用纳米材料对PVDF-HFP为基质的聚合物微孔膜材料进行了改性.利用XRD,SEM,交流阻抗等测试手段对电解质膜的晶体结构、微观形貌、电化学性能等进行了表征.结果表明:改性后聚合物电解质膜的孔隙率增加、结晶度降低,PVDF-HFP/SiO2和PVDF-HFP/Al2O3聚合物电解质隔膜的电导率(20℃)分别达到2.762×10-3S/cm和3.517×10-3S/cm,相应的离子迁移数分别为0.80和0.82.

含氟聚合物对电解质电导率的影响

采用溶液浇铸的方法制备了以PEO LiClO4(聚氧乙烯高氯酸锂)为基质的共混聚合物膜.运用差热示差扫描热分析和交流阻抗的测试方法,研究了聚合物电解质电导率的影响因素.交流阻抗的测试结果显示,随着PVDF(偏氟乙烯)的加入,含有PEO LiClO4的聚合物电解质的离子电导率会随之下降,然而偏氟乙烯六氟丙烯共聚物P(VDF HFP)加入后,在适量范围内聚合物电解质的电导率会增加.当PEO∶P(VDF HFP)的质量分数为1∶0.5时,电导率(δ)最大,其值为2.3×10-4S/cm.DSC的测试结果表明,P(VDF HFP)的加入后,混合物的熔融温度和熔融峰热焓都会随之下降.研究表明对PEO的共混改性可以显著提高电解质电导率.

固体核磁共振技术及其在氟聚合物研究中的应用

固体核磁共振作为一种重要的现代分析研究手段,在许多研究领域都有广泛的用途。通过对常用的固体核磁共振技术的介绍结合其在聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物分析研究中的应用,说明固体核磁共振技术是研究常见氟聚合物结构和分子运动的重要方法。

复合,多孔PVDF-HFP聚合物电解质膜的制备及其性能研究

采用溶剂/非溶剂方法—即相转移法制得PVDF＿HFP微孔膜,比较了DMC,DEC和PC等3种增塑剂的制孔作用.结果表明:DEC最好,DMC次之,而PC效果最差.聚合物的导电率为1.86×10-3Sm-1(LiPF6＿1mol/L;EC/DMC:1/1wt).

含PVDF-HFP多孔骨架和交联PEG的锂离子凝胶膜制备与性能

锂离子导电膜是锂离子电池的核心材料,研究了以可溶胀聚合物多孔膜作为骨架、在其孔道内填充凝胶结构而制备的锂离子导电膜。首先采用溶液相转化法制备了聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)(PVDF-HFP)多孔膜,然后将多孔膜浸入含有锂盐、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)和过氧化苯甲酰的碳酸酯溶液吸收电解液,再加热引发PEGDA中双键交联得到具有多孔骨架和交联PEG的锂离子凝胶聚合物电解质膜(Li-GPEM)。失重、力学和及电化学性质分析表明,所制备的Li-GPEM的电导率为2.25mS/cm,综合性能优于PVDF-HFP多孔膜吸附液态锂盐溶液的体系和共混凝胶膜体系。

以水作相分离造孔剂制备P(VDF-HFP)/PMMA聚合物电解质膜

介绍了一种以水代替常用的有机物质作为相分离造孔剂制备混合型聚合物电解质的新方法 .所研究的混合型聚合物为聚 (偏二氟乙烯 -六氟丙烯 )和聚甲基丙烯酸甲酯的混合物 .扫描电镜 SEM图表明这种混合型聚合物膜具有蜂窝状结构 ,有利于膜电导率的增加 .利用 FTIR,XRD和 DSC等方法研究了混合型聚合物电解质中两种聚合物间的相互作用 .用电化学交流阻抗方法测得在 3 0℃下 P( VDF-HFP) /PMMA摩尔比为 1 :1的混合型聚合物电解质的离子电导率为 0 .80 4× 1 0 - 3S/cm.对照其它方法 ,本方法具有制备容易。