天然橡胶／丁苯橡胶基隔膜材料的制备与性能

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第2期高局分子学报No．22007年2月ACTAPOLYMERICASINICAFeb．，2007天然橡胶／丁苯橡胶基隔膜材料的制备与性能畅书廷畅金鑫尹艳红岳红云扬伟光刘玉霞(河南师范大学化学与环境科学学院新乡453007)(：河南省新能源材料工程研究中心新乡453002)摘要采用相转换法制备出了以天然橡胶(NR)／丁苯橡胶(SBR)为基的多孔状聚合物锂离子电池隔膜材料，系统研究了成膜的_[艺参数及机理．利用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察_r

2、该聚台物隔膜的微观结构，同时考察了该聚合物膜的吸液曝液能力、热稳定性及电化学性能．结果表叫，该聚合物膜呈多孔蜂窝状，具有较高的吸液能力，在电解液中浸泡5h岳的吸液率达320％，此时该聚合物多孔隔膜的室温电导率也达到了3．93X10S／era；并且保液能力良好，在50％的空气中保持5h的质量损失亿为31％．同时该聚合物多孔膜具有较宽的电化学稳定窗口和较高的热分解温度，在4．8V和157cc以下能安仓使用．与金属锂电极间的界面阻抗在存放l0天或经过20次循环伏安扫描内迅速增加，而后趋于稳定，表现出了良好的界面

3、稳定性，有效地抑制了电极与隔膜间的钝化膜(SEI)的进一步生长．关键词天然橡胶，丁苯橡胶，隔膜，制备，表征隔膜材料作为锂离子电池的重要组成部分，它性非常强的膜，使隔膜与电极的接触更加良好；又性能的好坏直接对电池性能产生至关重要的影响．由于天然橡胶具有很强的耐腐蚀性，所以所制得在锂离子电池中，隔膜是电子的绝缘体，离子的良的隔膜与有机电解液又具有优良的相容性．同时导体，它必须具有良好的化学、电化学稳定性和与又利用丁苯橡胶的刚性粒子的特点对天然橡胶进电解液及电极材料良好的相容性．目前锂离子电池行了共混改性，克服

4、了纯天然橡胶弹性过大、机械中所广泛采用的隔膜材料主要是聚乙烯、聚丙烯微强度差的缺点．本文还对所制得的聚合物隔膜的孔膜．但是，聚乙烯和聚丙烯存在与电解质亲和性电导率、电化学稳定性与金属锂电极间的界面稳差的缺点，所以它们的吸液率都比较低．为此许多定性进行了表征与讨论．科研人员对聚乙烯和聚丙烯微孔膜进行了表面接1实验部分枝亲水性单体等方面的改性．也有人尝试以其它材料来制备锂离子电池的隔膜，近年来聚合物电解1．1所用试剂质在锂离子电池之中的应用得到了科研人员的广天然橡胶皎乳(干胶质量含量60％，国产)，泛关注．聚

5、合物电解质在锂离子电池中兼具有隔膜丁苯橡胶胶乳(苯乙烯含量<45％，干胶质量含量和电解质的双重作用．目前所广泛研究的主要有50％，美国陶氏化学公司)，无水乙醇(分析纯，北PAN，PEO，PMMA，PVC，PVDF等体京化丁厂)，非离子表面活性剂壬酚基聚氧乙烯醚系．这些体系目前面临的主要问题是高的离子电导(99％，长沙富湘化工有限公司)，四甲基二硫化秋率与良好的机械性能不能同时满足，所以积极开发兰姆(促进剂TMTD，99．9％一级品，上海拜耳科生新的隔膜材料体系对锂离于电池性能的改进和实物科技公司)．际应用

6、具有重要的意义．1．2聚合物膜的制备本文利用相转换控制溶剂挥发法制备了一种取l0nI的天然橡皎胶乳加蒸馏水和无水乙聚合物多孔膜．该聚合物膜由天然橡胶lNR)和丁醇(1：1体积比)稀释至f胶浓度为30％，加入1％苯橡胶(SBR)在促进剂作用下共混而成．以此为(对于胶总质量)的非离子表面活性剂和10mL的基质材料制备锂离子电池隔膜在国内外尚鲜报丁苯橡胶胶乳，搅拌1h使之混合均匀，再加入适道．由于天然橡胶室温下具有良好的粘弹性，昕以量的促进剂(TMTD)在室温(25℃)下搅拌反应4h以它为基质的聚合物微孔膜可以

7、制成很薄的柔韧制得聚合物膜的基料，将匀浆好的乳液用刮刀涂*2005．12—19收稿，2006—02．05修稿；河南省重大科技攻关(项目号0522020300)资助项目；**通讯联系人，E-mail：styd@public．xxpttha．cnjinxiny@eyou，eom】3O维普资讯http://www.cqvip.com2期杨书廷等：大然橡胶／丁苯橡胶基隔膜材料的制备与性能131于干净的平整玻璃板上，刀口厚度为200m，室=d／(R‘A)温一定湿度下自然晾干(或50℃真空干燥箱中快其中d为聚合物微孔

8、膜的厚度，R为聚合物微孔速烘干)，而后于真空干燥箱中80℃干燥24h，取膜的本体电阻，A为聚合物微孑L膜与电极的接触出玻璃板浸到蒸馏水中，将聚合物膜从玻璃板上面积．聚合物微孑L膜与金属锂电极间的界面性能揭下，空气中晾干后再于真空干燥箱中1IO~C干用电池模型为Li／NR—SBR／Li进行交流阻抗测试．燥48h，所得到的聚合物基质膜厚约100m．线性扫描伏安用SS／NR．SBR／Li电池模型进行测1．3模拟电池的组装试，其中ss