聚酰亞胺（PI）在隔膜的應用：PI表面改性復合隔膜性能特點介紹

PI 在電池隔膜中的應用主要有兩種。一種是利用 PI 對其它基材的隔膜進行改性，制備復合隔膜，提高基材隔膜的熱穩定性，另一種是單獨使用PI制備PI隔膜。分別介紹了這兩種方法在隔膜領域的研究成果。

PI表面改性復合隔膜

傳統的聚烯烴隔膜熱尺寸穩定性差，在電池溫度較高時會收縮甚至熔化，導致電池因正負極接觸而短路，從而引發火災或爆炸。

因此，在聚烯烴表面涂覆陶瓷或復合 PI 可以提高聚烯烴膜的熱穩定性。提高基質膜熱尺寸穩定性的方法有兩種，一種是用 PI 溶液對基質膜進行改性，另一種是用 PI 多孔膜對基質膜進行改性。

(1)PI溶液-表面改性復合膜

在以PI溶液對熱尺寸以及穩定性較差的隔膜問題進行研究表面改性時，PI與這類隔膜的復合發展方式主要包括涂覆、靜電紡絲等。

PI可以以聚酰胺酸或聚酰亞胺的形式引入。由于 PI 需要在高溫下進行亞胺化，其引入取決于復合膜的熱穩定性。

將自制的聚酰亞胺溶解在N-甲基吡咯烷酮中，加入納米二氧化硅粒子，得到聚酰亞胺涂層溶液。將涂布液涂布在聚丙烯隔板的兩面，制備了納米SiO2/PI涂層改性聚丙烯隔板。

經PI涂層改性的PP隔膜在150℃下熱收縮率由原來的27%降低至1.8%，尺寸穩定性得到明顯改善，提高了電池的使用安全性；

且該膜在同樣的充放電條件下，其放電比容也由原來的138mAh/g提高至140mAh/g。將制備的聚酰亞胺酸溶液進行靜電紡絲，以熔點高的PET無紡布作為基底，最后在220～250℃下保溫1～3h，制備了PI/PET復合膜。

該復合膜具有機械強度高、孔隙率高、吸液保液能力強、熱穩定性好的特點。將制備的PI溶于DMAc后，以單向拉伸的聚丙烯隔膜為接收基質，并使聚丙烯隔膜的橫向方向與轉筒的旋轉方向一致，用靜電紡絲的方式制備了PI/PP復合隔膜，提高了單向拉伸PP隔膜的橫向拉伸強度及整體的穿刺強度，提高了聚丙烯隔膜的熱穩定性和安全性。

該方法可以提高傳統隔膜的熱穩定性，但增加了隔膜的厚度，隔膜厚度的增加會影響電池的充放電倍率和循環性能。

（2）PI 多孔膜改性復合膜

當PI用于改善熱尺寸穩定性差的基底膜片時，PI多孔膜也可用于改性。

PI多孔膜與聚烯烴的復合材料可以膜的形式主要通過膠黏劑粘合，也可在其成膜前以溶液的形式對另一種膜進行涂覆。

通過在 PI 多孔膜上涂覆含有成孔材料的膠粘劑，將成孔材料去除后，對 PI/聚烯烴復合膜進行熱壓，制備了 PI/聚烯烴復合膜，該復合膜的平均孔徑為68 ~ 290nm，具有良好的透氣性和機械強度。經過500次充放電后，電池的剩余電容量達到78% ~ 90% ，在150 ~ 180 °C 處理后不發生短路和爆炸，大大提高了電池的安全性。

PI單層隔膜

除了用于改性熱穩定性較差的聚烯烴膜外，π 還可以單獨用于制備鋰離子電池膜，本文對靜電紡絲法、模板法和相變法進行了研究。