什么材料的隔膜能提高电池的安全性能，PMIA可以吗？

间位芳纶

PMIA是一种芳香族聚酰胺，在其骨架上有元苯酰胺型支链，具有高达400℃的热阻，由于其阻燃性能高，应用此材料的隔膜能提高电池的安全性能。

此外，由于羰基基团的极性相对较高，使得隔膜在电解液中具有较高的润湿性，从而提高了隔膜的电化学性质。

一般而言，PMIA隔膜是通过非纺织的方法制造，如静电纺丝法，但是由于非纺织隔膜自身存在的问题，如孔径较大会导致自放电，从而影响电池的安全性能和电化学表现，在一定程度上限制了非纺织隔膜的应用，而相转化法由于其通用性和可控制性，使其具备商业化的前景。

PMIA隔膜截面SEM图和孔径分布图

浙江大学朱宝库团队（2016）通过相转化法制造了海绵状的PMIA隔膜，如图，孔径分布集中，90％的孔径在微米以下，且拉伸强度较高达到了10．3Mpa。

相转化法制造的PMIA隔膜具有优良的热稳定性，在温度上升至400℃时仍没有明显质量损失，隔膜在160℃下处理1h没有收缩。

同样由于强极性官能团使得PMIA隔膜接触角较小，仅有11．3°，且海绵状结构使得其吸液迅速，提高了隔膜的润湿性能，使得电池的活化时间减少，长循环的稳定性提高。

另外由于海绵状结构的PMIA隔膜内部互相连通的多孔结构，使锂离子在其中传输通畅，因此相转化法制造的隔膜离子电导率高达1．51mS˙cm－1。

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聚对苯撑苯并二唑

新型高分子材料PBO（聚对苯撑苯并二唑）是一种具有优异力学性能、热稳定性、阻燃性的有机纤维。其基体是一种线性链状结构聚合物，在650℃以下不分解，具有超高强度和模量，是理想的耐热和耐冲击纤维材料。

由于PBO纤维表面极为光滑，物理化学惰性极强，因此纤维形貌较难改变。PBO纤维只溶于100％的浓硫酸、甲基磺酸、氟磺酸等，经过强酸刻蚀后的PBO纤维上的原纤会从主干上剥离脱落的，形成分丝形貌，提高了比表面积和界面粘结强度。

a）PBO原纤维；（b）PBO纳米纤维隔膜结构

郝晓明等（2016）用甲基磺酸和三氟乙酸的混合酸溶解PBO原纤维形成纳米纤维后，通过相转化法制备了PBO纳米多孔隔膜，其纤维形貌如上图。

该隔膜的极限强度可达525Mpa，杨氏模量有20GPa，热稳定性可达600℃，隔膜接触角为20°，小于Celgard2400隔膜的45°接触角，离子电导率为2．3×10－4S·cm－1，在0．1C循环条件下表现好于商业化Celgard2400隔膜。

由于PBO原纤维的制造工艺较难，全球范围生产优良PBO纤维的企业屈指可数，且均是采用单体聚合的方式，生产出的PBO纤维因需要强酸处理较难应用在锂电池隔膜领域。