【摘 要】
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[目的]以羧甲基纤维素钠(CMC)和聚丙烯酸(PAA)为原料制备气凝胶型钠离子电池隔膜,探究交联温度对其孔结构的影响,实现隔膜的电化学性能超过玻璃纤维.[方法]用溶胶凝胶法结合冷冻干燥法制备CMC-PAA的气凝胶薄片,辅以高温交联稳固其孔结构,通过微观测试和力学性能表征探究了温度对其影响,并与玻璃纤维对比其组装在钠离子半电池中的充放电比容量数据.[结果]随着交联温度的升高,隔膜中PAA的羧基与CMC的羟基的交联度增加,因此,隔膜的孔径和孔隙率略有减小;隔膜的断裂伸长率出现先增加后减小的现象.CMC︰PAA
【机 构】
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华南农业大学 材料与能源学院,广东 广州 510642
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[目的]以羧甲基纤维素钠(CMC)和聚丙烯酸(PAA)为原料制备气凝胶型钠离子电池隔膜,探究交联温度对其孔结构的影响,实现隔膜的电化学性能超过玻璃纤维.[方法]用溶胶凝胶法结合冷冻干燥法制备CMC-PAA的气凝胶薄片,辅以高温交联稳固其孔结构,通过微观测试和力学性能表征探究了温度对其影响,并与玻璃纤维对比其组装在钠离子半电池中的充放电比容量数据.[结果]随着交联温度的升高,隔膜中PAA的羧基与CMC的羟基的交联度增加,因此,隔膜的孔径和孔隙率略有减小;隔膜的断裂伸长率出现先增加后减小的现象.CMC︰PAA质量比为1︰1、交联温度为130℃条件下制备的气凝胶型隔膜组装后,钠离子电池在25、50、100、250、500、1000和25 mA/g电流密度的充放电速率下,充电比容量分别表现为345.8、317.3、274.2、136.8、84.8、61.8和341.4 mA·h/g,均优于在相同条件下的玻璃纤维(279.0、233.1、190.5、105.9、69.6、49.4和275.1 mA·h/g).130℃-CMC-PAA因其较小的电解液泄露率,使其以1.877 mS/cm的离子电导率和5.52Ω的电阻,高于传统商用聚烯烃类隔膜表现出的电化学性能.[结论]以CMC和PAA这2种水溶性材料在130℃下交联制备的电池隔膜的电化学性能超过玻璃纤维,其在钠离子电池应用中具有良好的前景.
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