有机无机锂离子电池复合隔膜的制备及电化学性能研究

　　

目的开发一种兼具优异热稳定性、良好电解液浸润性及足够力学强度的新型高性能陶瓷复合隔膜，以提升电池的安全性能和电化学性能。方法采用物理气相沉积技术将自制的陶瓷浆料均匀涂覆于PE基膜表面，以构建纳米结构的陶瓷活性层。利用马尔文粒度仪与布氏粘度计系统评估浆料的颗粒分布与流变特性，通过接触角测量仪定量分析复合隔膜对电解液的浸润性，利用万能材料拉伸试验机测试其力学性能，并借助扫描电镜（SEM）详细观察复合隔膜的微观形貌、涂层均匀性及厚度。结果制备的氧化铝陶瓷浆料综合性能优异：其粒度分布集中，D50值稳定在450±50 nm范围内；浆料粘度经布氏粘度计测定为3500±200 mPa·s（在60 rpm条件下），展现出良好的涂布适用性；浆料静置沉降72小时后无显著分层，固含量测定为42%。所制备的陶瓷复合隔膜性能显著提升，与电解液的接触角由纯PE基膜的48°降低至15°以下，亲液性极佳。拉伸强度达到120 MPa以上，较基膜本身提升了约25%。SEM观察结果显示，氧化铝陶瓷颗粒在PE基膜表面形成了连续、致密且分布均匀的纳米涂层，涂层厚度可精确控制在3±0.5 μm，且整体隔膜的面密度偏差小于±3%。结论引入均匀的纳米陶瓷层，显著增强了隔膜的热稳定性和对电解液的浸润性，从而有望有效提升锂离子电池的安全性和倍率性能，为高性能锂离子电池隔膜的开发与产业化提供了一条切实可行的技术路径。

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