静电纺丝法制备PAN/PVDF-HFP超级电容器隔膜：力学与电化学性能

"静电纺丝法制备PAN/PVDF-HFP超级电容器隔膜及其力学性能分析 (2015年)" 本文主要探讨了利用静电纺丝技术制备聚丙烯腈（PAN）/聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）复合纳米纤维膜，并将其用于超级电容器隔膜的研究。研究者通过实验优化了PAN纺丝溶液中二甲基甲酰胺（DMF）与丙酮的比例，发现7:3的混合比例为最佳，这有助于得到理想的纤维结构。 静电纺丝是一种先进的纳米材料制备方法，它可以生成具有高比表面积和微纳结构的纤维膜。在本研究中，通过静电纺丝技术制得的PAN纳米纤维膜，随后与PVDF-HFP进行复合，形成了PAN/PVDF-HFP/PAN三层结构的复合膜。为了进一步提升复合膜的力学性能，研究者对其进行了热压处理，发现在120℃和60秒的条件下，复合膜的断裂强度达到13.5 MPa，这表明热压处理对于增强膜的机械稳定性具有重要作用。 在超级电容器应用方面，隔膜是关键组件之一，它需要具备良好的电解质渗透性、低的等效串联电阻（ESR）以及优异的机械强度。研究结果显示，PAN/PVDF-HFP复合膜的ESR为0.57 Ω，低于商业化隔膜Celgard 2400的0.64 Ω，这意味着该复合膜能更有效地减少内阻，提高电容器的充放电效率。 此外，电化学性能测试显示，当扫描速度为5 mV/s时，PAN/PVDF-HFP复合膜的循环伏安（CV）曲线保持良好的矩形特性，表明其电容行为稳定。在0.05 A/g的电流密度下，比容量达到79.55 F/g，远高于Celgard 2400的62.78 F/g，这意味着更高的能量存储能力。 静电纺丝法制备的PAN/PVDF-HFP复合纳米纤维膜作为超级电容器隔膜，不仅具有优秀的力学性能，还表现出优越的电化学特性，有望成为高性能超级电容器隔膜的潜在候选材料。这一研究为优化超级电容器隔膜材料提供了新的思路，并对提升超级电容器的整体性能具有重要意义。