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锂离子电池被广泛应用于移动设备、电动或混合电动汽车和储能系统中,是人们生活中便捷可移动设备的理想动力来源。隔膜在锂离子电池中,主要起阻隔正负极防止短路,为锂离子的传输提供路径的作用,与电池的容量和安全性能息息相关。目前商业化的锂离子电池隔膜主要以聚烯烃为主,材料本身的疏水性和结构导致的孔隙率低,致使锂离子电池电化学性能低,同时耐热稳定性差,电池的高温安全性差。为了解决商业隔膜面临的电解液润湿性能差和热稳定性差两个核心问题,本论文从材料选择、制备方法、结构调控及表面改性的方向出发,选用聚醚醚酮(PEEK)材料制备出一系列具有孔结构优异和耐高温性能的多孔隔膜和复合隔膜。PEEK机械性能好、热稳定性优异和电化学性能稳定,由于该材料具有很好的耐溶剂性能,只能溶解于浓硫酸和甲烷磺酸中,所以关于聚醚醚酮锂离子电池隔膜研究目前报道甚少。本论文首先采用蒸汽诱导相分离方法制备了不同孔结构的PEEK膜,系统地研究了铸膜液溶剂中浓硫酸(SA)含量的影响。随着SA含量的降低,混合溶剂的溶解度以及水蒸气吸收速率降低,这有利于固液分离和结晶形成。当SA/MSA比例从15/75改变到0/90(wt.%/wt.%)时,所得PEEK隔膜的孔隙率、孔径、电解液吸收率、电导率先增大后减小,结晶度随SA含量的降低而线性增加,在SA/MSA比例为8/82的比例下观察到最佳结构的隔膜。PEEK膜表现出比PP膜高5倍以上的电解液吸收率,此外,PEEK膜的孔隙率和电导率均优于商用膜,PEEK具有较高的热稳定性,即使在200 ~oC时也没有明显的尺寸收缩。为了进一步探究隔膜的孔结构对电池性能的影响,本论文利用非溶剂诱导相分离和蒸汽诱导相分离的方法,通过控制溶剂-非溶剂交换速率,分别制备出指状孔结构PEEK隔膜,传统海绵状孔PEEK隔膜和前章所得到的添加了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)致孔剂的孔结构连通的PEEK隔膜(S-PEEK/PVP)。通过SEM、孔隙率、电解液吸收率,和电池循环性能及倍率性能测试分析后得出,添加了PVP的PEEK膜具有非常连通的孔结构提高了隔膜的孔隙率,同时极性聚合物PVP的添加提高了PEEK隔膜的电解液浸润性。最终发现,该隔膜所制备的电池的充放电容量明显提高。针对商业隔膜热稳定性差和电解液润湿性能差的缺陷,本文通过在商业PP膜表面涂覆PEEK/PVP聚合物,得到具有耐热性能且具有优异电解液润湿性能和界面相容性的PEEK/PP双层复合锂离子电池隔膜,提高了商业PP膜的耐高温性能、电解液润湿性能和电池充放电容量。为了进一步改善商业隔膜高温下尺寸稳定性,作者建议,除了本论文所研究的单面涂层,可以进一步对商业PP隔膜进行双面涂层改性。