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R-PAI@PEI


分类

隔膜

IIIPAI@PEI隔膜的电化学性能对于隔膜组装的Li||Li电池测定锂离子迁移数(tLi⁺),PAI@PEI和R-PAI@PEI隔膜的tLi⁺值分别为0.66和0.71,显著高于聚烯烃基Celgard隔膜(0.43)(图3a)。
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与Celgard隔膜相比,PAI@PEI和R-PAI@PEI隔膜的电解液吸收率分别为480.8%和448.2%,孔隙率分别为88.3%和73.0%(图2e)。
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使用PAI@PEI隔膜组装的Li||Li对称电池在锂沉积/剥离循环中表现出最小的电压极化,稳定循环750小时。
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同时Li||Cu电池的电化学可逆性通过分析平均库仑效率(CEavg)进行定量评估,如图3f所示,使用PAI@PEI和R-PAI@PEI隔膜组装的电池CEavg在10次循环中分别达到了77.2%和82%。
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同时在1C下循环100次后(图4c),使用PAI@PEI和R-PAI@PEI隔膜组装的Li||NCM523电池表现出87.9%和90.0%的良好容量保持率。
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图4a显示了不同隔膜组装的Li||NCM523电池的初始放电曲线,采用PAI@PEI和R-PAI@PEI隔膜组装的电池分别在0.1C下显示出173.3mAhg⁻1和173.4mAhg⁻1的高比容量,在1C下分别为149.4mAhg⁻1和149.9mAhg⁻1,均优于Celgard隔膜的电池(165.1mAhg⁻1和141.5mAhg⁻1)。
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图4e为R-PAI@PEI和Celgard隔膜的锂离子沉积行为示意图,尤其R-PAI@PEI通过其极性基团和3D纳米纤维孔径能够有效地调控锂离子传输,抑制枝晶生长。
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对于隔膜组装的Li||Li电池测定锂离子迁移数(tLi⁺),PAI@PEI和R-PAI@PEI隔膜的tLi⁺值分别为0.66和0.71,显著高于聚烯烃基Celgard隔膜(0.43)(图3a)。
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总体来看,R-PAI@PEI隔膜在整体性能上相较于Celgard隔膜具有显著优势(图4d)。
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此外,PAI和PEI中的极性酰胺和酰亚胺基团赋予PAI@PEI和R-PAI@PEI隔膜优异的润湿性,表现为19.27°和19.40°的低接触角(图2d)。
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此外,使用PAI@PEI、R-PAI@PEI和Celgard隔膜的电池在0.1C下的放电容量分别为172.7mAhg⁻1、173.4mAhg⁻1和164.7mAhg⁻1(图4b),进一步验证了PAI@PEI隔膜在孔隙恢复前后的实用性,在5C下PAI@PEI和R-PAI@PEI隔膜组装的电池分别保持95.1mAhg⁻1和99.7mAhg⁻1的容量,超过了Celgard隔膜组装的电池。
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直流电压测试结果表明PAI@PEI和R-PAI@PEI隔膜在热处理后仍能正常工作,如图2c所示。
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效果

图4e为R-PAI@PEI和Celgard隔膜的锂离子沉积行为示意图,尤其R-PAI@PEI通过其极性基团和3D纳米纤维孔径能够有效地调控锂离子传输,抑制枝晶生长。
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得益于结构设计与极性基团促传输的协同作用,孔隙恢复后的隔膜(R-PAI@PEI)表现出优异的电化学性能,尤其体现出了良好的锂枝晶抑制能力。
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直流电压测试结果表明PAI@PEI和R-PAI@PEI隔膜在热处理后仍能正常工作,如图2c所示。
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