编号：NMJS08280
篇名：羧甲基纤维素钠/聚丙烯酸气凝胶钠离子电池隔膜制备及性能表征
作者：王润玉 林秀仪 章伟伟 胡传双
关键词：羧甲基纤维素钠 聚丙烯酸 气凝胶 钠离子电池隔膜
机构：华南农业大学材料与能源学院
摘要：【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CMCPAA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。
