復(fù)合隔膜制備
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
復(fù)合隔膜制備的實(shí)例教程
電池隔膜本身應(yīng)當(dāng)完全絕緣，將 CNT添加到隔膜一側(cè)涂層中，能夠制備一種單面導(dǎo)電的 Janus復(fù)合 PP隔膜。將導(dǎo)電一側(cè)面對(duì)正極，在提高正極側(cè)導(dǎo)電率的同時(shí)，可促進(jìn)Li+的均勻存儲(chǔ)和傳輸，降低界面阻抗，從而提高電化學(xué)性能。
研究思路
本研究將含CNT的PEEK涂覆在PP的一側(cè)制備成單面導(dǎo)電的Janus復(fù)合PP隔膜（PP@C），具體步驟為將一定質(zhì)量的 CNT和 PEEK溶于硫酸/甲烷磺酸的混合溶液中，制備成 CNT含量不同的 PEEK涂覆液，同時(shí)用臭氧對(duì)PP隔膜進(jìn)行氧化處理，使其表面產(chǎn)生羥基和羧基等活性基團(tuán)，提高對(duì)PEEK涂層的粘附性，然后將涂覆液涂覆在 PP膜上，迅速轉(zhuǎn)入甲醇/水溶液中通過(guò)相轉(zhuǎn)化法固化成多孔膜。研究表明，所制備的單面導(dǎo)電的多孔 PP@C復(fù)合膜具有優(yōu)異的尺寸熱穩(wěn)定性和電化學(xué)性能。
展開(kāi) 總之，本文開(kāi)發(fā)了一種新的凝膠拉伸策略來(lái)制備具有優(yōu)異機(jī)械性能和對(duì)電解質(zhì)潤(rùn)濕能力的薄納米孔GS-PI分離器。研究了GS-PI隔膜的熱力性能和電化學(xué)性能，闡明了保證電池安全的機(jī)理。結(jié)果表明，采用GS-PI隔膜的電池不僅在高溫下比傳統(tǒng)的Al2O3@PE隔膜具有更高的容量保持率，更重要的是，GS-PI隔膜在TR試驗(yàn)中的最大溫升(dt/dtmax)僅為3.7℃ s?1，比使用Al2O3@PE隔膜的傳統(tǒng)電池的131.6°C s?1顯著提高。作為概念的證明，本文已經(jīng)證明，通過(guò)用納米孔無(wú)收縮隔膜同時(shí)阻斷化學(xué)串?dāng)_和內(nèi)部短路，可以成功地防止TR。
展開(kāi) 圖1 基于選擇性溶脹致孔的SFEG隔膜：（a）分子結(jié)構(gòu)；（b）SFEG的選擇性溶脹致孔過(guò)程及其作為L(zhǎng)IB隔膜的示意圖；（c-e）表面和斷面的形貌結(jié)構(gòu)
圖2 SFEG隔膜和Celgard 2400隔膜的物化性質(zhì)：（a）浸潤(rùn)性；（b）吸液率；（c）熱穩(wěn)定性；（d）熱收縮率
圖3 由SFEG隔膜和Celgard 2400隔膜組裝LIB電化學(xué)性能：（a）交流阻抗；（b）LSV曲線；（c）循環(huán)充放電性能；（d）不同放電速率條件下的放電容量
該工作發(fā)展了一種全新的鋰離子電池隔膜制備策略，即通過(guò)設(shè)計(jì)雙功能組分的嵌段共聚物，進(jìn)行選擇性溶脹成孔，獲得了高性能和更安全的鋰離子電池隔膜。同時(shí)，該方法亦有望用于制備其他類型電池的隔膜材料。
相關(guān)論文近期發(fā)表在Advanced Science上，題為“Design of Block-Copolymer Nanoporous Membranes for Robust and Safer Lithium-Ion Battery Separators”。論文通訊作者為汪勇教授。楊浩博士（現(xiàn)就職于煙臺(tái)大學(xué)）、史賢松博士為共同第一作者。研究成果得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(No. 21776126, 21825803)等項(xiàng)目資助。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/advs.202003096
展開(kāi) 此外，當(dāng)填充量高時(shí)，由于界面相互作用弱和應(yīng)力集中，復(fù)合材料的力學(xué)性能往往不理想。高填充量與高強(qiáng)度往往是相互矛盾的，這是復(fù)合材料機(jī)械加固的經(jīng)典問(wèn)題。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員采用不同的方法，如逐層組裝、模板定向組裝、機(jī)械輔助壓制和磁場(chǎng)輔助等廣泛發(fā)展用于制備納米復(fù)合材料。但由于效率低和路線復(fù)雜，這些策略無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)制備，這在實(shí)際應(yīng)用中是非常不可取的。
二維BN具有較高的理論導(dǎo)熱系數(shù)和優(yōu)異的絕緣性能，是開(kāi)發(fā)高導(dǎo)熱擬納米復(fù)合材料的合適候選填料。但是，由于高慣性和相對(duì)較大的厚度，h-BN在溶液中直接自組裝的報(bào)道很少。因此，研究h-BN的誘導(dǎo)取向?qū)τ趯?shí)現(xiàn)功能復(fù)合材料的規(guī)?；?em>制備具有重要意義。
02
成果掠影
近期，華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的張玲教授在開(kāi)發(fā)一種適合規(guī)?；療峤缑娌牧?em>制備技術(shù)方向取得新的進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)受天然珍珠特殊結(jié)構(gòu)和功能的啟發(fā)，通過(guò)綠色、簡(jiǎn)單的蒸發(fā)誘導(dǎo)組裝技術(shù)，可以大規(guī)模制備具有優(yōu)異導(dǎo)熱系數(shù)、高絕緣性和堅(jiān)固力學(xué)性能的納米級(jí)CS/BNNS薄膜。
值得注意的是，CS/BNNS薄膜在70 wt%時(shí)的拉伸強(qiáng)度高達(dá)104.5 MPa, 導(dǎo)熱系數(shù)為26.3 W/(m·K)，這是由于其取向良好的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)的界面相互作用。CS/BNNS復(fù)合薄膜作為一種熱界面材料，在LED模組中表現(xiàn)出較強(qiáng)的散熱能力，在電子器件散熱方面具有廣闊的應(yīng)用前景這種構(gòu)造具有定向結(jié)構(gòu)的仿珍珠復(fù)合薄膜的方法在新型便攜式電子設(shè)備的散熱方面具有潛在的應(yīng)用前景。
展開(kāi) 該團(tuán)隊(duì)利用3D打印方法制備了MWCNTt填充的聚乳酸(PLA)納米復(fù)合材料。在打印過(guò)程中，由于MWCNT/PLA復(fù)合長(zhǎng)絲與噴嘴壁面之間的剪切力，MWCNTs沿打印方向自發(fā)形成對(duì)齊結(jié)構(gòu)。XRD結(jié)果證實(shí)了MWCNTs的對(duì)準(zhǔn)性。對(duì)齊的高填料加載不僅顯著促進(jìn)傳熱，而且有助于保持加熱時(shí)結(jié)構(gòu)的完整性。垂直排列的20 wt % MWCNT/PLA納米復(fù)合材料在35℃時(shí)的面內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)為0.575 W/(mK)，約為水平排列結(jié)構(gòu)(~ 0.218 W/(mK))的2.64倍，在相同溫度下約為純PLA (0.098 W/(mK))的5.87倍。在散熱器上進(jìn)行的紅外熱成像驗(yàn)證了納米復(fù)合材料與基體聚合物相比的優(yōu)越性能。在這項(xiàng)研究中，我們實(shí)現(xiàn)了MWCNT/PLA的增材制造，同時(shí)具有高填充率和顯著的導(dǎo)熱性改善。這項(xiàng)工作為開(kāi)發(fā)用于熱管理相關(guān)應(yīng)用(如散熱器或熱輻射器)的3D打印碳填料增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料提出了新思路。研究成果以“Thermally Conductive 3D-Printed Carbon-Nanotube-Filled Polymer Nanocomposites for Scalable Thermal Management ”為題發(fā)表于《ACS Applied Nano Materials》。
03
圖文導(dǎo)讀
圖1.MWCNT/PLA納米復(fù)合材料FDM工藝制備流程圖。
圖2.MWCNT/PLA納米復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)、粘度變化、存儲(chǔ)模量和損失模量的示意圖。
展開(kāi) 
復(fù)合隔膜制備的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
復(fù)合隔膜制備的最新內(nèi)容
來(lái)源 | ACS Applied Nano Materials
01
背景介紹
由于高密度功率傳輸、架構(gòu)復(fù)雜性、小型化、功能化和新技術(shù)應(yīng)用的不斷發(fā)展，散熱成為了高性能計(jì)算和電子設(shè)備的發(fā)展瓶頸。因此，開(kāi)發(fā)創(chuàng)新的高導(dǎo)熱材料來(lái)解決這一問(wèn)題具有重要意義，常見(jiàn)的導(dǎo)熱填料如氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、氮化硅、金剛石、石墨、金屬顆粒
來(lái)源 | Advanced Materials Technology
01
背景介紹
隨著電子器件的廣泛使用和集成電路的精細(xì)化和小型化，電子器件功率密度的不斷提高，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的大量廢熱將積聚在電子器件內(nèi)部。大多數(shù)高精度電子器件對(duì)溫度波動(dòng)極為敏感，因此對(duì)穩(wěn)定的工作溫度有很高的要求。此外電子設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生高頻電磁波的危害
來(lái)源 | Composites Science and Technology
01
背景介紹
全球可穿戴電子產(chǎn)品市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速，成為智能設(shè)備發(fā)展最快的領(lǐng)域。微電子、機(jī)器人、可拉伸傳感器、生物醫(yī)學(xué)器件、儲(chǔ)能儀器等方面的突破使得越來(lái)越多的大功率電子器件集成到柔性系統(tǒng)中，這使得柔性電子器件的散熱問(wèn)題越來(lái)越突出。共晶鎵銦合金
來(lái)源 | Polymer
01
背景介紹
隨著集成電路芯片和電子設(shè)備小型化的快速發(fā)展，為防止芯片的熱失控，對(duì)熱管理材料提出了更嚴(yán)格的要求。此外，電子封裝材料經(jīng)常會(huì)遇到應(yīng)力破壞和漏電等嚴(yán)重問(wèn)題。因此同時(shí)具有出色的電絕緣性和導(dǎo)熱性的熱界面材料成為了重點(diǎn)的研究方向。
然而，導(dǎo)熱系數(shù)的提高受到填料的含量和結(jié)構(gòu)的限制。此外，當(dāng)填充量高時(shí)，
來(lái)源 | Composites Part A: Applied Science and Manufacturing
01
背景介紹
傳統(tǒng)保持室內(nèi)熱舒適的方法需要消耗大量的能量，據(jù)估計(jì)，全球有超過(guò)10%的能源用于維持人體熱舒適。此外，用于實(shí)現(xiàn)舒適室內(nèi)溫度的空調(diào)不可避免地會(huì)排放溫室氣體，造成環(huán)境污染，導(dǎo)致全球變暖
來(lái)源 | Applied Surface Science
01
背景介紹
近幾十年來(lái)，電路板上的晶體管尺寸不斷減小，導(dǎo)致功率密度急劇增加，產(chǎn)生大量熱量，影響電子元件的性能和壽命。因此，如何有效地散熱和管理電子元件的發(fā)熱已成為現(xiàn)代電子工業(yè)的關(guān)鍵問(wèn)題。具有優(yōu)異的柔性和延展性的熱界面材料
題目：聚醚醚酮/碳納米管改性聚丙烯Janus復(fù)合隔膜的制備及性能
作者：杜新偉 ，趙文杰 ，呼微*， 孫昭艷，劉萬(wàn)利， 任天磊，付明星
文章鏈接：
http://yyhx.ciac.jl.cn/CN/10.19894/j.issn.1000-0518.220065
DOI：10.19894/j.issn
隔膜是介于正負(fù)極之間的離子滲透膜和電子絕緣膜，對(duì)電池的電化學(xué)性能和安全性能起著至關(guān)重要的作用。然而，商用聚烯烴隔板不僅在高溫下不可避免地出現(xiàn)熱收縮，而且無(wú)法抑制O2等反應(yīng)性氣體中隱藏的化學(xué)串?dāng)_，導(dǎo)致經(jīng)常報(bào)道的熱失控(TR)，從而阻礙了高能量密度鋰離子電池的大規(guī)模實(shí)施。 來(lái)自清華大學(xué)和美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的學(xué)者通過(guò)一種新的凝膠拉伸取向方法制備了一種消除TR的納米孔無(wú)收縮分離器(GS-PI)。加熱過(guò)程中
纖維素是一種線性多糖，是地球上含量最豐富的聚合物。 天然纖維素纖維可以從棉花、亞麻和木材中獲得，這些都是可生物降解的、生物相容的和經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。 然而，它們的實(shí)際應(yīng)用仍然存在一些挑戰(zhàn)，如機(jī)械性能較低，孔隙率較低，抗微生物能力較差。 傳統(tǒng)的方法，包括物理吸附和化學(xué)表面改性，已經(jīng)被用來(lái)賦予纖維素材料功能性。 天然纖維素纖維基材料以其易得、環(huán)保、加工性能好、物理力學(xué)性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，在日常生活中得到了廣泛的
近日,北京化工大學(xué)張勝教授課題組在Chemical Engineering Journal上發(fā)表了題為“A new strategy to prepare fully bio-based poly(lactic acid) composite with high flame retardancy,
