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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IVPAI@PEI隔膜的密度泛函理论计算与分子动力学(MD)模拟图5a为密度泛函理论(DFT)计算，PAI和PEI与Li⁺的结合能分别为-3.29eV和-3.81eV，远高于DEC(-2.06eV)、DMC(-1.91eV)和EC(-2.18eV)的结合能。
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PAI@PEI隔膜的闭孔温度高于当前隔膜所报告的温度(图2b)，高闭孔温度可改善电池的安全性，还有助于延迟了过充、内部短路或外部热冲击等极端条件下触发热失控的临界点，为安全系统提供了更长的响应时间窗口。
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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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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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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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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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IIPAI@PEI隔膜的热响应功能与孔径恢复后的物性表征PAI@PEI膜在热刺激下的热控功能如图2a所示，在400°C时，PAI壳层挤出PEI熔体，形成平坦的核壳纳米纤维，进而形成闭孔结构，而PAI@PEI膜在350°C时可完全打开孔隙。
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为了进一步探究PAI和PEI与LiPF₆的相互作用，将两种材料分别浸入电解液溶液，并进行FTIR分析(图1d)，观察到的特征峰衰减和位移，表明PAI和PEI与Li⁺之间有强相互作用，因而PAI@PEI隔膜可从电解液中解离Li⁺并为其提供丰富的吸附位点，从而均匀化了Li⁺的传输，进一步抑制了锂枝晶生长。
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隔膜中的酰胺和酰亚胺基团有助于Li⁺离子的解离与调控，孔径恢复后的PAI@PEI隔膜组装的对称电池表现出更优的库仑效率、循环稳定性、高锂离子迁移数及低成核过电位等性能，显示了其对于锂枝晶的有效抑制能力。
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和R-PAI@PEI隔膜组装
效果