Einfluss von Vorbereitungstechniken auf die strukturellen und elektrischen Eigenschaften von PVdF-HFP/P123 Blendpolymermembranen für Energiespeicheranwendungen

Die Erforschung von Blendpolymermembranen mit gewünschten Eigenschaften ist ein äußerst wichtiges Forschungsthema, da sie als Schlüsselkomponente der Batterietechnologien fungieren. Allerdings kann die Blendmembran nicht gleichzeitig eine hohe elektrische Isolation und Ionenleitfähigkeit bieten. Hier berichten wir über eine poröse PVdF-HFP-basierte Polymermembran, die mit dem P123-Polymer gemischt wurde, welches durch die Phasenumkehrtechnik hergestellt wurde, sowie durch die Lösungsgießtechnik zum Vergleich. Besonders erhebliche Verbesserungen können mit der porösen PVdF-HFP-Blende mit der P123-Matrix durch den Phasenumkehrprozess erreicht werden, die hauptsächlich auf die Erhöhung der ungeordneten Kristallinität der PVdF-HFP zurückzuführen sind, wodurch sich die Ionenleitfähigkeit von PVdF-HFP/P123 im Vergleich zur traditionellen Lösungsgießtechnik erhöht. Zudem zeigen unsere Studien, dass die PVdF-HFP/P123-Blendmatrix neben der Wirkung auf die Kristallinität und die hohe Ionenleitfähigkeit homogene Poren mit höherer Porendichte produziert, wenn sie nach dem Phasenumkehransatz vorbereitet wird. Wir führen dies auf eine bemerkenswerte Verbesserung der höheren Elektrolytaufnahme und des höheren Kationentransports in der Blendmembran zurück. Dies ermöglicht eine hohe Ionenleitfähigkeit von 7,06 × 10−5 S/cm und eine elektrochemische Stabilität von 2,8 V, während der Ansatz der Lösungsgießtechnik eine geringe Ionenleitfähigkeit von 1,63 × 10−6 S/cm und eine elektrochemische Stabilität von 2,2 V aufweist. Ein symmetrisches Superkondensator-Gerät wird mit der durch den Phasenumkehrprozess hergestellten Membran gefertigt, was zu einer hohen spezifischen Kapazität von 80 F/g bei einer Stromdichte von 0,25 A/g mit einer spezifischen Kapazitätsbeibehaltung von 90,51 % bei 0,5 A/g führt. Eine Energiedichte von 90,9 W/kg kann bei einer Leistungsdichte von 0,375 W/kg erreicht werden.