磁控溅射制备的陶瓷涂层SiO2/PP/AlF3隔膜对电池性能影响

• 作者: 史佳倚 姚莹梅 孙超钦 闫佳琪 黄锋林
• 来源期刊: 储能科学与技术
• 学科: 工学
• 关键词: 磁控溅射 电池隔膜 涂层 SiO2 AlF3 锂离子电池
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 储能测试与评价
• 页码范围: 229-236
• 页数: 8页
• 分类号: TM218
• 语种: 中文
• DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2020.0319

摘要

本工作利用磁控溅射技术对PP隔膜两侧分别物理沉积了厚度为200 nm的SiO2和AlF3陶瓷颗粒层,成功制备了SiO2/PP/AlF3功能隔膜,有效避免了传统涂覆法带来的厚度增加和孔隙率降低的缺陷.一方面,SiO2和AlF3陶瓷颗粒均具有优异的力学性能和化学稳定性,能够有效提高聚烯烃(PP)隔膜的耐热性;另一方面,SiO2和AlF3都是极性化合物,能够协同提高隔膜对电解液的亲和性,提高了锂离子的电导率,降低电池内阻.此外,AlF3的强路易斯酸性和低表面能有效抑制电解液的分解和锂枝晶的生长,提高锂离子电池的电化学性能和安全使用性能.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱分析技术(EDS)、差示扫描热量仪(DSC)、X射线光电子能谱仪(XPS)、孔隙率、电解液亲和率以及电化学性能测试对改性隔膜进行表征.结果表明,磁控溅射技术对改性隔膜的厚度和孔隙率影响很小;采用SiO2/PP/AlF3隔膜的锂离子电池,在0.2 C下的初始放电比容量达到164.98 mA·h/g,50次循环后的比容量为154.87 mA·h/g,循环衰减率仅为0.12％;在5.0 C高电流密度下SiO2/PP/AlF3隔膜电池仍有102.07 mA·h/g放电比容量,循环性能、倍率性能明显优于传统的PP隔膜电池.SiO2/PP/AlF3功能隔膜的应用对高性能锂离子电池的研发具有积极意义.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	黄锋林		39	207	8.0	13.0
2	姚莹梅		2	0	0.0	0.0
3	史佳倚		1	0	0.0	0.0
4	闫佳琪		1	0	0.0	0.0
5	孙超钦		1	0	0.0	0.0