静电纺丝技术在锂离子电池中的应用进展
静电纺丝技术的原理及应用前景
静电纺丝技术的原理及应用前景随着时代的发展，科技的不断进步，纺织工业也不断得到新的提升，其中静电纺丝技术是近年来突破性的技术之一。
静电纺丝是一种新型的材料制备方法，这种方法可以制备出极细的纤维，具有应用前景广阔。
一、静电纺丝技术的原理静电纺丝是指通过高压电场将高分子材料纤维化的一种方法，其原理是利用电场的力量将聚合物液滴从尖端拉伸，喷到距离高压电极的距离处，同时在喷雾丝所在的电场下强制拉伸成纤维形状。
这种方法可以制备出直径从几纳米到几微米的纳米级纤维。
在静电纺丝技术中，原料物质首先通过溶液的形式送入静电纺丝装置中。
将溶液注入静电喷射电极中，当喷出的溶液滴遇到高压静电场时，液滴表面产生了电荷，由于同性相斥，液滴表面会产生一种电势差，从而导致溶液滴的形成变成了锥状，直至其顶端形成了一个纤维化的喷嘴。
当荷电的液滴通过电场的作用被拉伸时，产生了“喷点”对应的“收点”，在喷点到收点之间产生了电张力，从而拉伸液滴，形成如丝质般的超细纤维。
二、静电纺丝技术的应用前景1. 医疗卫生领域静电纺丝技术在医疗卫生领域的广泛应用。
由于其制备的纤维可模拟自然生物纤维的结构，因而制得产品具有很好的生物有效性，可以用作人工血管、人工血小板、人工心脏瓣膜、骨结构支架等等。
也可以制备用于防疫物资、医疗包装、医用敷贴等等。
2. 纺织领域静电纺丝技术在纺织领域是一种绿色技术。
传统的纺织产品采用有机溶剂、洗涤液等，会产生大量的有害气体和废液，造成严重的环境问题，而静电纺丝可以在无需溶剂的情况下将纤维化，不会污染环境，符合绿色可持续发展的理念。
由于其优秀的性能，静电纺丝技术的应用在穿戴、防守装备、运动装备等方面具有广阔的前景。
3. 能源领域静电纺丝技术可以制备高性能的锂离子电池、超级电容器等能源材料。
新型锂电池具有高比能量、长循环寿命、快速充放电等特点，已经成为电动汽车、移动设备等新型电源的首选。
静电纺丝技术可以制备纳米级、微米级的无序三维材料结构,极大提高了锂离子电池和超级电容器电极的电荷传递速率。
静电纺丝技术的研究及其应用前景
静电纺丝技术的研究及其应用前景静电纺丝，又称为电纺或电喷丝，是一种高效的聚合物加工技术。
该技术利用静电作用将溶解或熔融的聚合物拉出细丝，形成纤维织物。
静电纺丝技术具有高效、环保和简便等优点，被广泛应用于纺织、医疗、建筑和能源等领域。
这篇文章将说明静电纺丝技术的研究进展和应用前景。
一、静电纺丝技术的研究进展静电纺丝技术最早是由杜邦公司的V.B.吉伦等人在1934年发明的。
随着人们对纤维材料性能和纺织加工工艺需求的不断提高，静电纺丝技术也得到了广泛的研究。
目前，静电纺丝技术的研究主要集中在两个方面：一是改善纤维品质，二是提高工艺效率。
1. 改善纤维品质静电纺丝组合机构的优化是改善纤维品质的重要手段。
一些研究人员通过改变电场形状、控制溶液流速和温度等手段，使它们更好地适应静电纺丝。
此外，通过控制纺丝过程中溶液中聚合物的浓度和粘度，或者加入其他化合物，还可以改善纤维的物理性能、光学性能和表面活性。
2. 提高工艺效率静电纺丝技术的工艺效率主要取决于喷嘴的制作和工艺条件的控制。
研究人员通过选择不同的喷嘴材料、改变喷嘴形状和大小，或者改变加热温度和电压条件，使得喷射速度和纤维直径更加稳定，丝线连续性更好，从而提高了纤维的产量和生产效率。
二、静电纺丝技术的应用前景静电纺丝技术作为一种高效的纺织加工技术，不仅具有广泛的应用前景，而且有着巨大的发展潜力。
1. 纺织静电纺丝技术可以用于制备各种纤维材料。
目前，已经有很多研究人员对多孔材料、高分子纳米纤维和智能纤维等领域进行了研究。
这些材料有着广泛的应用，比如用于过滤、分离和传感器等领域。
2. 医疗静电纺丝技术可以用于制备医用材料，比如医用纳米纤维膜、医用绷带和人工血管等。
这些材料具有高度的生物相容性和良好的渗透性，可以大大提高医疗治疗效果。
3. 建筑静电纺丝技术可以用于制备建筑材料，比如健康气息墙的制备、建筑保温材料和建筑防水材料等。
这些材料具有良好的防水、防火性能，并且能够吸附有害气体和减少空气污染等。
静电纺丝技术及其应用研究
静电纺丝技术及其应用研究一、引言静电纺丝技术是一种利用电荷激发聚合物液体变成细纤维的方法，由于其简单、高效、低成本等优势，在纺织、生物医学、能源领域等得到广泛应用和研究。
本文将从静电纺丝技术的原理、纺丝过程、纤维特性以及应用领域等方面进行深入探讨。
二、静电纺丝技术的原理与纤维形成机制静电纺丝技术利用电荷作用将聚合物液体通过纺丝喷嘴喷射到基底上，通过电荷相互作用来形成纤维。
在电场的作用下，聚合物溶液中的分子会受到电荷的影响而变形，聚合物链会被电荷排斥并随之形成纤维。
纤维的直径和形状可以通过控制喷嘴距离、电压、液体流速等参数进行调节。
三、静电纺丝技术的纺丝过程静电纺丝技术的纺丝过程主要包括聚合物溶液的制备、喷丝装置的设计以及纤维收集等步骤。
首先，将聚合物溶解在适当的溶剂中制备成溶液。
接着，通过高压泵将聚合物溶液推送至喷嘴，在喷嘴的作用下形成细纤维，并通过电荷作用使纤维凝固。
最后，通过电极或转盘等方式将纤维收集起来。
四、静电纺丝技术的纤维特性静电纺丝技术制备的纤维具有许多独特的特性。
首先，纤维直径可调节，从几纳米到几百微米都可以制备。
其次，纤维表面光滑，纤维之间结构紧密，具有较高的比表面积。
此外，静电纺丝技术还可以制备多孔性纤维，具有较好的机械性能和生物相容性。
五、静电纺丝技术在纺织领域的应用研究静电纺丝技术在纺织领域有着广泛的应用。
例如，利用静电纺丝技术可以制备出纳米纤维膜，用于制备高性能滤料、阻燃材料等。
此外，静电纺丝技术还可以制备出具有特殊功能的纤维，如抗菌纤维、防紫外线纤维等。
此外，在服装领域，静电纺丝技术还可以制备出具有高透气性和柔软度的纤维，提升穿着的舒适性。
六、静电纺丝技术在生物医学领域的应用研究静电纺丝技术在生物医学领域也有着广泛的应用。
例如，利用静电纺丝技术可以制备出纳米纤维支架，用于组织工程和药物释放等。
此外，静电纺丝技术还可以制备出具有控释功能的纤维载体，用于缓释药物。
此外，在伤口敷料和人工皮肤的制备中，静电纺丝技术也发挥了重要作用。
锂空气电池正极材料的研究进展
锂空气电池正极材料的研究进展摘要：随着能源产业的飞速发展和环境友好型社会的建设推动，锂空气电池以其极高的理论能量密度及无污染的特点，成为电池体系的研究热点之一。
锂空气电池正极材料对锂空气电池的性能起着重要作用，本文主要综述了锂空气电池正极材料的种类。
主要是碳材料、贵金属及合金，过渡金属及氧化物等。
关键词：锂空气电池，正极，单质，复合材料1引言锂空气电池根据电解液的状态不同，主要可分为水体系、有机体系、水-有机混合体系以及全固态锂空气电池[1]。
在有机体系锂空气电池工作时，原料O通2过多孔空气电极进入到电池内部，在电极表面被催化成氧离子或过氧根离子，与电解质中的锂离子结合生成过氧化锂或氧化锂，沉积在空气电极表面，当产物将空气电极的多孔结构完全堵塞时电池停止放电[2]。
锂空气电池概念自1974年被首次提出，因其不可比拟的理论能量密度，备受研究者的关注，历经几十年的发展和优化，其实际性能也得到了很大的提升，但是，当前的锂空气电池仍面临能量转换效率低、倍率性能差、循环寿命短等问题，极大地阻碍了其实际应用。
正极是锂空气电池的关键组成部分，其上面发生的氧还原反应（ORR)和析氧反应（OER）显著影响电池的工作性能，如过电位、倍率性能、循环稳定性等[3]。
因此，成功开发低成本、高活性、长寿命的高效双功能正极催化剂已成为促进锂空气电池性能提升和发展应用的迫切任务。
2锂空气电池正极单质材料种类碳材料：碳材料包括一些商业碳黑、多孔碳材料、碳纳米管和纳米纤维以及石墨烯等，由于高的导电性、低密度、低成本和易于构造多孔结构等优势，碳材料被广泛应用于锂空气电池中。
碳材料的低质量密度和高导电性有利于锂空气电池获得较大的重量比容量。
碳电极的孔结构可以用现有技术轻松调节，从而提高锂离子和氧气的传输效率[4]。
此外，碳材料的电子结构可以通过掺杂原子进行调整，掺杂原子可以形成催化Li2O2。
基于以上优点，碳材料既可以作为催化剂单独使用，也可以作为其他催化剂的载体使用。
静电纺丝法简介.doc
CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 硕士生课程论文题目静电纺丝法简介学生姓名张辉华学号133511018指导教师秦毅红学院冶金与环境学院专业冶金工程完成时间2014.5.27静电纺丝法简介摘要：静电纺丝法是聚合物溶液或熔体在静电作用下进行喷射拉伸而获得纳米级纤维的纺丝，作为一种新颖的纳米纤维制备方法，具有许多一般纳米纤维制备法没有的优点，在国内外一直引起广泛的关注。
本文主要是介绍了静电纺丝的基本原理以及研究重点，同时简要地介绍了此方法在电池材料一起其他材料上的应用。
前言静电纺丝就是高分子流体静电雾化的特殊形式，此时雾化分裂出的物质不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以运行相当长的距离，最终固化成纤维。
静电纺丝技术在1934年首先由Formhals[1]提出, 随后的相当长一段时间又有多项专利出现。
近年来，随着纳米材料研究的兴起，人们发现由电纺制得的纤维的直径可以达到纳米级，使得这种技术重新受到重视并出现了大量的文献[2]。
目前, 主要是从事材料、化工和高分子领域的科学家在研究静电纺丝。
1 静电纺丝实验装置与基本原理1.1 电纺过程所需设备高压电源，溶液储存装置，喷射装置( 如内径 1 mm 的毛细管) 和收集装置( 如金属平板、铝箔等) 。
图1为传统的单纺装置。
图1 经典的静电纺丝装置示意图高压静电场(一般在几千到几万伏) 在毛细喷丝头和接地极间瞬时产生一个电位差，使毛细管内聚合物溶液或者熔融体(一般为非牛顿流体) 克服自身的表面张力和粘弹性力，在喷丝头末断呈现半球状的液滴。
随着电场强度增加，液滴被拉成圆锥状即Taylor锥。
当电场强度超过一临界值后，将克服液滴的表面张力形成射流(一般流速数m/s)，在电场中进一步加速，直径减小，拉伸成一直线至一定距离后弯曲，进而循环或者循螺旋形路径行走，伴随溶剂挥发或熔融体冷却固化，终落在收集板上形成纤维，直径一般在几十纳米到几微米之间。
除去传统的单纺丝还有其他的一些纺丝方式，如同轴静电纺丝，共轴复合纺丝就是将两种不同聚合物溶液预先不经混合, 而是各自在电场力的驱动下共轴喷射经过同一个毛细管或注射器针头出口，得到连续的复合纤维的方法，该纤维具有核-壳结构。
静电纺丝技术制备纳米纤维材料的研究
静电纺丝技术制备纳米纤维材料的研究随着科学技术的发展，纳米材料已经成为了一个重要的研究领域。
而其中，纳米纤维材料的制备技术也成为了纳米科技研究中的一个重要领域。
静电纺丝技术作为一种先进的纳米纤维材料制备技术，其制备的纳米纤维材料广泛应用在各个领域，如生物医学、环境保护和能源材料等领域。
一、静电纺丝技术的原理与过程静电纺丝技术是利用静电力和表面张力将高分子溶液或熔融物在高电场下的电荷作用下进行拉丝成纤维。
在高电场下，液体表面张力对于电场的效应会产生剥离力，而相互作用较弱的分子会在电场力的作用下被拉伸成纤维形状，产生纳米纤维材料。
静电纺丝技术的整个过程包括物料预处理、电极设计、高电压电场设置、喷丝电极喷液和纤维成形过程。
通常情况下，静电纺丝技术需要一个能够提供高电压的电源和一个线圈，以及能够喷液的电极。
液体从电极中喷出，并在电场的作用下生成纳米纤维材料。
静电纺丝技术的优点在于：可以制备高比表面积、高孔隙率和高表面活性的纳米纤维膜，可以用于材料性能的调整和优化。
二、静电纺丝技术制备纳米纤维材料在生物医学中的应用1. 纳米纤维支架静电纺丝技术制备的纳米纤维支架被广泛应用于人工血管、人造骨的制备等领域。
纳米纤维支架具有良好的生物相容性和力学性能，能够促进细胞分裂和细胞增殖，从而促进组织生长和恢复。
2. 组织构建材料静电纺丝技术能够制备出精细的纳米纤维纺织品，这些纳米纤维纺织品可以被用于构建人工组织、生物芯片等生物医学领域的应用。
三、静电纺丝技术制备纳米纤维材料在环境保护中的应用1. 空气净化材料利用静电纺丝技术制备的纳米纤维材料可以被应用于空气污染治理中。
通过建立一些纤维过滤织物，可以有效地实现对空气中挥发性有机物（VOCs）和颗粒物的过滤和除去，达到净化空气和改善空气质量的目的。
2. 水净化材料静电纺丝技术可以制备出超细的纳米纤维膜，这些膜可以被广泛应用于水净化中。
纳米纤维膜的微孔结构可以有效地过滤水中的大分子杂质和细菌等微生物，从而得到更清洁、更安全的水源。
锂离子电池隔膜的研究进展
锂离子电池隔膜的研究进展一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和环境保护压力的加大，锂离子电池作为一种高效、环保的能源储存与转换装置，在电动汽车、便携式电子产品以及可再生能源系统等领域的应用越来越广泛。
而作为锂离子电池中的关键组件之一，隔膜的性能对电池的安全性和电化学性能具有重要影响。
因此，对锂离子电池隔膜的研究进展进行综述，对于推动锂离子电池技术的进一步发展具有重要意义。
本文首先介绍了锂离子电池隔膜的基本结构和功能，阐述了隔膜在电池中的作用及其重要性。
然后，重点回顾了近年来锂离子电池隔膜在材料、结构和制备工艺等方面的研究进展，包括无机隔膜、有机隔膜和复合隔膜等不同类型的隔膜材料，以及纳米技术、表面改性等先进制备工艺的应用。
本文还讨论了锂离子电池隔膜研究面临的主要挑战和未来发展趋势，如提高隔膜的机械强度、热稳定性和离子透过性等。
通过综述锂离子电池隔膜的研究进展，本文旨在为相关领域的研究人员提供全面的参考和借鉴，促进锂离子电池技术的不断创新和发展，为推动可持续能源利用和环境保护做出贡献。
锂离子电池隔膜是电池内部的一种关键组件，其主要功能是在正负极之间提供一个物理屏障，防止电池在工作过程中发生短路和燃爆。
隔膜还需要允许电解液中的离子通过，以保证电池的正常充放电过程。
隔膜的材料通常需要具备良好的化学稳定性、高的机械强度、优秀的热稳定性和低的离子电阻。
目前，商业化的锂离子电池隔膜主要由聚烯烃材料（如聚乙烯、聚丙烯）制成，这些材料在电解液中具有良好的化学稳定性。
一些先进的隔膜还采用了多层结构、纳米涂层、陶瓷涂覆等技术，以提高其性能。
隔膜的性能对锂离子电池的性能有重要影响。
理想的隔膜应该具有高的孔隙率、合适的孔径和孔径分布，以提供足够的离子通道。
同时，隔膜的厚度、机械强度、热稳定性等也需要与电池的其他组件相匹配，以保证电池的安全性和长寿命。
近年来，随着锂离子电池在电动汽车、储能系统等领域的大规模应用，对隔膜的性能要求也越来越高。
锂离子电池隔膜现状及发展趋势
锂离子电池隔膜现状及发展趋势摘要：随着科技的进步，锂离子电池技术和相关材料也得到迅速发展，提高了锂离子电池的性能，扩大了锂离子电池的应用范围，特别是在混合动力公交车、电动汽车、航空航天、人造卫星和储能等领域得到普遍应用。
随着社会生产和人们生活对锂离子电池需求量的日益增大，其锂离子电池核心组成部分之一的隔膜要求也越来越高。
开发高性能、低成本电池隔膜始终是锂离子电池领域的重要研究方向之一。
关键词：锂离子电池隔膜；研究现状；发展趋势1.锂离子电池隔膜性能要求隔膜在锂离子电池中的主要作用为隔离正负电极，防止电池内部短路；并提供锂离子迁移的良好通道，保证电化学反应顺利进行。
因此作为锂离子电池的“第三电极”，决定了电池的界面结构、电解质的保持性和电池的内阻等，进而影响电池的容量、循环性能、充放电效率及安全性等关键特性，其应具备如下性能要求。
1.1锂离子透过性隔膜的离子透过性受到孔径、孔径分布、孔隙率、孔曲折度等结构因素的综合影响。
目前商品化的锂离子电池隔膜孔径一般在0．03～0．05或0．09～0．12，最大孔径和平均孔径差应低于0.01，孔隙率为40%～50%。
1.2机械强度隔膜应具备良好的抗张强度和抗刺穿强度，防止电池在长期充放电循环运行中其强度衰减以及电极材料在电池内部形成枝晶，保证其良好的结构稳定性和安全性。
1.3热稳定性锂离子电池在充放电过程中产生热量，尤其是短路或过充电时，会有大量热量释放，所以要求在－20℃～90℃，隔膜能够保持良好的机械强度和尺寸稳定性，起到隔离正负极防止短路的作用。
1.4电解液润湿性为降低内阻，增大离子导电性，提高电池的充放电性能和容量，要求隔膜与电解液之间有良好的亲和性，即隔膜能被电解液充分且快速浸润。
1.锂离子电池隔膜研究现状2.1聚合物锂离子电池隔膜制备技术近年来以加工性能、质量、材料价格、安全等方面独特优势兴起的聚合物锂离子电池，要求隔膜具有很好的吸液性能。
较早的聚合物电解质隔膜是由美国Belleore公司1994年研制的由聚偏氟乙烯（PVDF）/六氟丙烯（HFP）的共聚物制成的多孔膜，基本制备方法是以（PVDF-HFP）共聚物与一定比例的增塑剂共溶于有机溶剂中制成膜后，再用有机溶剂将该增塑剂抽提出来制成具有一定微孔结构的膜，然后浸取电解质溶液，其吸附电解液后，具有较高的电导率和良好的机械性能，但没能规模化生产。
静电纺丝技术应用现状及发展趋势
静电纺丝技术应用现状及发展趋势概述静电纺丝技术是一种通过静电作用将高分子溶液或熔体纺丝成纤维的方法。
该技术具有高效、低能耗、易于操作等优势，因此在纺织、医疗、材料科学等领域得到广泛应用。
本文将以静电纺丝技术应用现状为基础，探讨其发展趋势。
一、静电纺丝技术应用现状1. 纺织领域静电纺丝技术在纺织领域得到了广泛应用。
通过调节溶液配方、纺丝参数等，可以制备出具有不同性能的纺织品，如细纤维滤材、高吸附性纤维、电磁屏蔽材料等。
此外，静电纺丝技术还可用于纤维增强复合材料的制备，提高材料的强度和导电性。
2. 医疗领域静电纺丝技术在医疗领域具有广阔的应用前景。
通过静电纺丝技术制备的纤维具有高比表面积和多孔结构，可以用于制备医用纺织品、修复组织工程支架、药物缓释系统等。
例如，静电纺丝技术制备的纤维材料可以用于制作创面敷料，具有良好的吸附性和渗透性，能够促进伤口的愈合。
3. 材料科学领域静电纺丝技术在材料科学领域发挥了重要作用。
通过调节纺丝参数和材料组分，可以制备出具有特殊结构和功能的纤维材料。
例如，静电纺丝技术可以制备出具有高比表面积和孔隙结构的纳米纤维薄膜，用于催化、传感和能源存储等领域。
此外，静电纺丝技术还可以用于制备纤维增强陶瓷材料、纤维增强金属复合材料等。
二、静电纺丝技术的发展趋势1. 工艺改进静电纺丝技术在溶液配方、纺丝参数等方面存在一些挑战，如纤维直径分布不均匀、低产率等问题。
因此，未来的发展趋势之一是改进静电纺丝工艺，提高纺丝的稳定性和一致性。
这可以通过优化溶液配方、改进纺丝设备和控制系统等措施实现。
2. 多功能材料开发随着对功能材料需求的增加，静电纺丝技术在制备多功能材料方面具有广阔的应用前景。
未来的发展趋势之一是开发具有多种功能的纤维材料，如光学性能、电子性能、力学性能等。
这可以通过改变纺丝参数、材料组分和纤维结构等方式实现。
3. 与其他制备技术结合静电纺丝技术在制备纤维材料方面具有独特的优势，但也存在一些限制。
静电纺丝技术制备纳米纤维材料的研究与应用
静电纺丝技术制备纳米纤维材料的研究与应用引言：纳米科技的快速发展带来了许多前所未有的新材料和应用。
纳米纤维材料作为一种重要的纳米材料，在各个领域展示出了广阔的应用前景。
静电纺丝技术作为一种常用的制备纳米纤维材料的方法，凭借其简单、高效、可控性强的特点，受到了广泛的关注与研究。
本文旨在介绍静电纺丝技术制备纳米纤维材料的原理与过程，并探讨其在不同领域的应用潜力。
1. 静电纺丝技术概述静电纺丝技术是一种通过高电场作用下将聚合物溶液或熔体形成纤维的技术。
其基本原理为将容器中的聚合物溶液或熔体通过尖端形成纳米尺度的液柱，然后加高电压使液柱发生弯曲，并在空气中快速固化成纤维。
通过控制溶液的流速、电压、尖端直径和距离可以调节纤维的直径和形态，实现纳米尺度下的制备。
2. 静电纺丝技术制备纳米纤维材料的优势2.1 高效而可控的纤维制备静电纺丝技术可以制备纤维直径从几纳米到几微米的范围内的纳米纤维材料。
通过调节工艺参数，能够实现对纤维直径和形态的精确控制。
这种高效而可控的纤维制备特性使得静电纺丝技术在材料科学、纺织、医疗等领域得到广泛的应用。
2.2 纳米纤维材料的独特性能由静电纺丝技术制备的纳米纤维材料具有很多独特的性能。
首先，纤维直径纳米尺度下的纳米纤维材料具有较大的比表面积，使得其在能量存储、传感器、催化剂等领域具有更好的性能。
其次，纳米纤维材料具有高强度和高可拉伸性，可用于制备高性能纺织材料、过滤器、生物医学支架等。
此外，纳米纤维材料还具有优异的透气性和防护性能，可应用于口罩、防弹材料等领域。
3. 静电纺丝技术在不同领域的应用3.1 纺织领域静电纺丝技术制备的纳米纤维材料在纺织领域具有广阔的应用前景。
其具有的高比表面积和高强度使其成为制备高性能纺织材料的理想选择。
例如，将静电纺丝纳米纤维与常规纺织纤维结合，可以制备出具有更好透气性、抗菌性和防尘性能的纺织品。
此外，纳米纤维材料还可以被用于制备高效过滤材料和防弹材料。
静电纺丝技术的研究进展
静电纺丝技术的研究进展一、概述随着纳米材料技术的快速发展，纳米材料的制备方法也得到了广泛应用。
静电纺丝技术是一种制备纤维状纳米材料的有效手段。
本文将详细介绍静电纺丝技术的原理、方法以及在不同领域的应用进展。
二、原理及方法静电纺丝技术是利用静电场将高分子材料或其它材料转化为纳米级尺度的纤维。
其主要过程包括电荷产生、电选择和电喷射等，整个过程的牵引力来自静电场的作用。
在静电纺丝过程中，首先将高分子材料或其它材料溶解或熔融于溶剂中，然后在一个高压电场的作用下，利用静电力使得溶液内部产生荷电的分子或离子。
当达到一定电荷量时，内部电荷相互排斥，使得材料分子形成细小的液滴。
此时，再利用另一个电场对液滴进行拉伸，当液滴尺寸减小到一定程度时，会形成细纤维，并集中成纤维束。
三、应用领域及进展静电纺丝技术在医学、生物技术、能源储存等领域中得到了广泛的应用。
1、生物医学领域在生物医学领域中，静电纺丝技术制备的纳米纤维材料能够用于制备生物材料。
例如，静电纺丝技术可以制备纤维状的生物吸附材料，用于分离纯化蛋白质和酶等生物大分子。
同时，利用静电纺丝技术制备的薄膜也可以用于治疗皮肤损伤、组织缺损等。
近年来，生物材料的研究越来越多地使用了静电纺丝技术。
2、能源领域静电纺丝技术制备的纳米材料可以用于制备锂离子电池、燃料电池等电池的电极材料。
此外，还可以制备超级电容器等储能材料。
静电纺丝技术能够制备具有较高电导率和储能性能较好的纳米纤维材料。
3、纳米材料领域静电纺丝技术可以制备出直径在纳米级别的纤维，进一步提升了材料的柔韧性和耐用性。
通过改变静电场的作用条件，还可以制备成不同类型、不同形态、不同性质的材料。
因此，这种技术成为纳米材料的重要制备方法之一。
四、存在问题及未来发展虽然静电纺丝技术在多个领域中得到了广泛应用，但是也存在一些问题。
例如，静电纺丝技术制备纳米纤维材料的产量较低，制备过程需要使用多种溶剂，对环境造成一定污染。
在未来，需要加强对静电纺丝机理的研究，并进行工艺改进，提高产量和生产效率。
静电纺丝技术的研究及应用
静电纺丝技术的研究及应用静电纺丝技术是近年来逐渐走入人们的视野的一种前沿技术，在材料理论和制备领域有着广泛应用，可用于制备高性能的纤维素材料、药物载体、纳米纤维膜等等。
随着生物、纺织、材料等多领域的专家的积极研究和不断探索，静电纺丝技术的研究和应用也越来越成熟。
本文主要从静电纺丝技术的原理、特点、研究现状、应用前景等方面探讨了静电纺丝技术的研究及应用。
一、静电纺丝技术的原理与特点静电纺丝技术源于自然界中的电场纺丝过程，其原理主要是利用静电场将溶液中的高分子聚集成无数个亚微米级的纤维，从而制得具有微纳级直径的纤维素材料。
这种技术的主要特点是工艺条件宽松，纤维细度可以控制在亚微米级范围内，同时产品的物理性质也具有优异的特点，如高比表面、高缺陷密度、高孔隙率以及自组装等特性。
二、静电纺丝技术的研究现状静电纺丝技术的发展历程大致分为三个阶段：早期的电动梳法，中期的双液法和后期的自由表面法，现如今已经形成了一系列的国际标准和实验室技术，成为了一种重要的微纳技术手段。
从材料制备、物性研究和应用开发等多个方向，国内外学者已经开展了大量的研究工作。
材料制备方面，从早期的聚合物纤维制备，到后来的功能材料（如药物载体、生物材料、锂离子电池电极材料等）制备，再到最近的生物/无机杂化材料的制备，静电纺丝技术已经不仅仅是一种纤维制备技术，而是逐步向功能材料的制备拓展。
在这些方向上，发现了一些新的杂化材料系统，如纤维素/生物大分子、纤维素/无机杂化纤维等。
在物性研究方面，针对静电纺丝纤维性质的研究主要涉及到静电纺丝纤维的形貌、结构、力学和表面性质等方面。
同时，也涉及到静电纺丝材料的水和药物释放性能、生物相容性、抗菌性能等。
在应用方面，静电纺丝技术的应用范围非常广泛，主要包括了医学领域（药物输送、伤口敷贴、组织工程支架）、纳米器件领域（传感器、场发射器、薄膜电容器等）、能源材料领域（锂离子电池、超级电容器、光伏材料等）以及环保领域等。
静电纺丝技术在锂离子电池正极材料中的应用与展望
静电纺丝技术在锂离子电池正极材料中的应用与展望∗罗标;张永新;肖启振;李朝晖;雷钢铁【摘要】静电纺丝技术是一项新兴的制备纳米纤维、纳米带及纳米纤维膜等结构的技术，近些年来，越来越广泛地应用到生物医药、材料工程中。
主要介绍了静电纺丝技术的原理、发展过程及其在锂离子电池正极材料中的应用与展望。
%Electrospinning is a new technology for preparing nano-fiber,nano-belt and nano-membrane.In recent years,it was widely used in biomedical and materials engineering.In this review,we introduce the principle and the development process of electrospinning technology,especially the application and advance in the research of high-performance cathode materials for Li-ion batteries by using electrospinning technology.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2016(047)012【总页数】7页(P12064-12070)【关键词】静电纺丝技术;锂离子电池;正极材料【作者】罗标;张永新;肖启振;李朝晖;雷钢铁【作者单位】湘潭大学化学学院，环境友好化学与应用教育部重点实验室，湖南湘潭411105;湘潭大学化学学院，环境友好化学与应用教育部重点实验室，湖南湘潭411105;湘潭大学化学学院，环境友好化学与应用教育部重点实验室，湖南湘潭411105;湘潭大学化学学院，环境友好化学与应用教育部重点实验室，湖南湘潭411105;湘潭大学化学学院，环境友好化学与应用教育部重点实验室，湖南湘潭411105【正文语种】中文【中图分类】TQ340.64锂离子电池由金属锂电池发展而来，上世纪七十年代，基于锂离子在金属锂正极和可嵌锂碳负极材料之间来回转变(摇椅式电池)，Whittingham[1]提出锂离子电池的概念，并在电池中首次使用TiS2为基底的材料作正极，以金属锂作负极。
增强静电纺P(VDF-HFP)锂离子电池隔膜的电化学性能
增强静电纺P(VDF-HFP)锂离子电池隔膜的电化学性能于宾;焦晓宁;柯鹏【摘要】采用静电纺丝法制备了P(VDF-HFP)/PEG复合纳米纤维膜,并对其进行热压处理,PEG成分熔融在纤维间形成粘结点,制备了P(VDF-HFP)增强纳米纤维(PFP)膜.相对于静电纺P(VDF-HFP)(PF)膜,PFP膜断裂强度提高了约2.19倍.考察并分析了PFP膜的热收缩性、电化学性能和组装电池的首次充放电性能.结果表明:PFP膜150℃、1h热处理收缩率为6.40％,其室温离子电导率为1.30×10-3S/cm,聚合物电解质分解电压为4.94V,电池首次循环放电比容量为134.4 mAh/g.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2015(039)006【总页数】4页(P1207-1210)【关键词】增强纳米纤维膜;静电纺丝;锂离子电池隔膜;电化学性能【作者】于宾;焦晓宁;柯鹏【作者单位】天津工业大学纺织学院,天津300387;天津工业大学纺织学院,天津300387;天津工业大学纺织复合材料教育部重点实验室,天津300387;天津工业大学纺织学院,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TM912.9如今商业化的锂离子电池隔膜多为聚烯烃类膜，其存在吸液率和保液率低的问题。
为了获得高性能的锂离子电池隔膜，科研工作者开发和研究了聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、聚氧化乙烯(PEO)、聚酰亚胺(PI)和聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)等多种聚合物[1-5]，其中含氟聚合物由于具有较稳定的电化学性能以及与电解液良好的亲和性受到广泛的关注。
在众多的含氟聚合物中，P(VDF-HFP)是较好的选择，因为在其分子结构中的六氟丙烯(HFP)为无定形态，有助于电解液的吸收，而PVDF为结晶态能为聚合物基体提供良好的机械性能。
静电纺丝技术是近几年来研究较多的一种制备锂离子电池隔膜的方法，采用该法制备的纤维平均直径是常规熔融纺丝制备纤维直径的1/10～1/100，甚至更细，纤维与纤维相互交错搭接形成相互联通的微孔，为锂离子的传输提供了通道，隔膜吸收电解液的能力相对于聚烯烃类微孔膜也有了很大的提高。
静电纺丝工艺制备纳米材料及其应用前景分析
静电纺丝工艺制备纳米材料及其应用前景分析近年来，纳米材料因其独特的物理和化学特性而受到广泛关注。
纳米材料具有较大的比表面积、更高的活性和更好的性能，因此在材料科学、能源存储、生命科学等领域具有广阔的应用前景。
静电纺丝作为一种常用的制备纳米材料的工艺，已经成为研究者们的热点关注。
静电纺丝工艺是一种简单有效的制备纳米纤维的方法。
它利用静电力将高分子溶液或熔体拉伸成纳米纤维，并通过收集器将纳米纤维收集起来。
该工艺具有成本低、装备简单和操作方便的优势。
同时，静电纺丝工艺还可以控制纤维的形貌、尺寸和结构，从而制备出具有不同功能和性能的纳米材料。
静电纺丝工艺制备的纳米材料具有广泛的应用前景。
首先，纳米纤维的特殊结构和表面性质使其在过滤材料、吸附材料和分离膜等领域具有潜在应用。
例如，静电纺丝纳米纤维膜可以用作空气过滤器，能够捕捉细菌、病毒和颗粒物，具有潜在的应对空气污染问题的能力。
其次，纳米材料在能源存储和转换中具有重要作用。
静电纺丝工艺可以制备出具有高比表面积和优异电化学性能的纳米纤维，可用于锂离子电池、超级电容器和燃料电池等领域。
此外，纳米材料在生物医学领域也具有广泛的应用前景。
静电纺丝工艺可以制备出具有纳米尺度的纤维，可以模拟天然组织的微观结构和形态，用于细胞培养、组织工程和药物递送等方面。
然而，虽然静电纺丝工艺有许多优点，但也存在一些挑战。
首先，静电纺丝工艺对溶液的粘度和表面张力等物理性质比较敏感，需要在合适的条件下进行调整。
其次，静电纺丝工艺中纳米纤维的结构和形貌受到多个参数的影响，如高分子的浓度、电压、喷嘴与收集器之间的距离和温度等。
因此，如何有效地控制这些参数对纳米纤维的制备具有重要意义。
此外，静电纺丝工艺制备的纳米材料在尺寸和结构上存在一定的不均匀性，如何进一步优化工艺以获得一致性的纳米材料也是一个挑战。
尽管存在挑战，但静电纺丝工艺制备纳米材料的应用前景仍然广阔。
随着纳米科技的快速发展，静电纺丝工艺在制备纳米材料方面也不断取得突破和创新。
静电纺丝在锂电正极材料中的应用
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CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Oct.2019·中国科技信息 2019 年第 20 期
31 万～ 60 万◎
问题。用于锂离子电池三极材料，如已商业化的 LiCoO2、 LiNiO2、LiMnO4 和 LiFePO4，由于其自身的不足，能量 密度的再次提高十分困难，因而对以上几种传统正极材料的 掺杂改性成为目前研究的热点。另外，锂硫二次电池受到研 究者更多的关注，其具有低成本、材料高强度、高容量等优点。 随着社会的发展，探寻高性能锂离子电池材料制备工艺已成 为研究者们的研究重点。电纺技术作为纳米纤维的一种新型 制备技术，受到了许多关注，研究人员已开始将静电纺纱技 术引入锂离子电池正极材料的制备中，期望对正极材料电化 学性能的提高有所帮助。
静电纺丝主要分为溶液型（S － ESP）和熔融型（M － ESP）两种。溶液静电纺丝工艺设备简单，仅通过改变溶剂 含量来控制材料的形态而被广泛应用。熔融型静电纺丝法不 含溶剂，依赖于气流的拉伸，具有环境友好，生产效率高等 突出优点。然而，由于熔融型静电纺丝法仪器另需要加热装 置熔融聚合物，装置复杂程度更高，这项技术的进一步发展 非常有限。但熔融型静电纺丝技术在工业发展和生物医药方 面更有优势，随着熔融静电纺纱技术的深入研究，熔融型静 电纺丝技术越来越受到重视。
锂离子电池是最有发展前景的储能装置，正极材料作为其中的关键 材料，其性能直接影响到锂离子电池的性能。静电纺丝技术是纳米纤维 制备的先进技术，已被广大研究人员引入到锂离子电池的性能研究中。 本文简要介绍了静电纺丝技术，综述了静电纺丝技术在锂离子电池正极 材料中的研究进展，并进行了展望。
本世纪以来，能源危机日益加剧，探索新式能源已成为 当今刻不容缓的任务。锂离子电池因为具备较高的工作电压、 较高的容量、环境污染小和寿命长等优点，已经进入到人们 的视野中，成为最新的可替代能源的首选。随着科技的进步， 新能源电动汽车已悄然来到人们身边，取代燃油汽车的趋势 已日渐明显。新能源汽车行业的发展离不开核心部件锂离子 电池，因而对其综合性能有着较高的期待。作为在锂离子电 池结构中占比最大的正极材料来说，也在性能提高上面临着 严峻考验。纳米结构的纤维材料其制备工艺种类繁多，其中 静电纺丝是目前国际最先进的技术，由于其诸多优点，被应 用到许多行业中。锂离子电池研究者也因此将目标瞄准静电 纺丝技术，并将其引入到正极材料的研究中。
静电纺丝在新能源材料中的应用研究进展
电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering电子技术Electronic Technology静电纺丝在新能源材料中的应用研究进展戴子奥(湖北大学材料科学与工程学院湖北省武汉市430062 )摘要：本文将阐明静电纺丝技术在新能源存储材料中静电纺丝相对比其他技术的优势。
由于目前不可再生能源的急剧消耗导致全球 的生态环境发生了巨大的变化，人们对于环境保护以及可再生能源的需求与日俱增，所以新能源材料的研发脚步必须加快，在能源材料、智能材料、纳米材料等方面取得了很大的进展。
而静电纺丝所制备材料的多孔，比表面积等特点引起了广泛的关注，并且其简单高效的工 艺也为产业化生产提供了坚实的基础。
因此在新能源材料中的实际应用中，静电纺丝技术有着令大家看好的前景。
关键词：新能源材料；静电纺丝；储能1引言近年来，化石能源巨量的消耗和能源危机引发的环境问题日趋严重，寻求适当的新能源储存技术迫在眉睫，其中超级电容器、锂离子电池、钠离子电池等能源储存设备受到了广泛关注。
而静电纺丝技术所制备的纳米纤维由于其优异的特性，在上述能源存储设备中己经有了大量的研究与应用。
2静电纺丝技术静电纺丝技术〜21操作对于实验设备要求是非常低，操作起来也十分简单，生产过程中所耗费的成本比较低。
该技术是一种特殊形式，在聚合物流体被静电雾化的实验过程中，聚合物流体被静电雾化和分离。
这种流体是从针头飞出的微小喷射物，在两端的高压下可以飞行相当长的距离。
在飞行过程中，喷射出来的溶液里面的溶剂不断挥发，残留的聚合物纤维在接收装置上凝固得到纳米纤维。
在特殊的纤维制造工艺下，聚合物溶液在强电场作用下将会发生旋转或在强电场中慢慢熔化。
从针中射出的聚合物流体不是球形的液滴，而是泰勒圆锥的形状（alias:Taylor cone)，并从泰勒圆锥的尖端延伸，延伸出细丝m。
能生产出纳米级的材料便是这种技术的优点。
静电纺丝技术在锂离子电池中的应用进展
盐的纳米级片状材料， 然后在 500℃ 下煅烧获得了 SnO2 纳米管片状材料（ 图 4 ） 。 由于中空的纳米管 提供了足够的空间， 可缓解 Li 嵌入和脱逸带来的 体积变化， 所以作为负极材料使用时初次可逆比容 量达到 924 mA·h / g， 在大电流放电条件下表现出 了出 色 的 适 应 性， 先 以 1． 5 C 电 流 充 放 电 循 环 20 次后比容量为 650 mA·h / g， 然后以 5． 5 C 电流 充放 电 循 环 10 次 后 比 容 量 下 降 49% ， 继续以 1． 5 C 电流充放电循环 60 次后比容量恢复到原来 容量的 86% 。 由于尖晶石 Li4 Ti5 O12 （ LTO ） 具有无应变的特 成为具 性 和在材料表面不会形成 Li 堆积的优点 ， — 7 —
+ +
为了克服添加纳米颗粒的方法会在纳米纤维 形成过程中团聚的缺点，Wang 等人
［9 ］
将金属钴以
Co（ CH3 COO） 2 ·4H2 O 添加到 PAN 静电纺丝溶液 中。先经静电纺丝制成含有钴元素的碳纳米纤维 前躯体， 而后在预氧化过程中钴盐先分解为 CoO， 然后发生 CoO + C = Co + CO （ 气 ） 反应， 产物金属 钴直接添加到碳纳米纤维中， 制备的纤维（ 图 3 ） 无 明显的纳米颗粒团聚现象。 2． 2 静电纺丝制备非碳基负极材料 上述研究中， 为了获得碳纳米纤维都需要较高 的温度 （ ＞ 600 ℃ ） 。 在尝试降低温度来制备纳米
+ 说明了引入硅元素既可以使其在 Li 嵌入过程中
Li 合金（ 理论容量 4 200 mA·h / g ） ， 形成 Si有效地 增加电池的可逆容量， 又可以有效地避免单一碳纳 米纤维在充放电过程中因体积变化而发生容量的 剧烈衰减， 但是该研究在实验过程中未能有效地避 免纳米颗粒的团聚（ 图 2 ） 。
高性能锂离子电池电极材料的静电喷雾沉积和静电纺丝技术制备的开题报告
高性能锂离子电池电极材料的静电喷雾沉积和静电纺丝技术制备的开题报告1.研究背景及意义锂离子电池作为一种高性能的储能设备，被广泛应用于移动通讯、电动汽车、航空航天等领域，但其功率密度和能量密度的提高仍是研究的热点。
电极材料是影响锂离子电池性能的关键因素之一，其中针对电极材料的沉积和制备技术的研究能够极大地提高电池的性能。
静电喷雾沉积是一种通过电场作用将材料离子喷雾吸附在基底上构成薄膜的技术。
由于该技术具有制备快速、高效、均匀性好等优点，并且能够得到具有优异电化学性能的电极材料，因此广泛应用于锂离子电池电极材料的制备。
静电纺丝技术是另一种制备电极材料的方法，该技术通过将高分子溶液在高电场作用下喷出，形成纳米级尺寸的纤维形态，为制备多孔结构、高比表面积的电极材料提供了一种新途径。
本研究旨在通过静电喷雾沉积和静电纺丝技术制备高性能锂离子电池电极材料，以期提高锂离子电池的功率密度和能量密度。
2.研究内容和方法本研究将以具有优异电化学性能的材料为基础，在电极材料制备中加入多个氧化物如二氧化硅等，并探讨不同材料的添加量对静电喷雾沉积和静电纺丝技术制备电极材料性能的影响。
静电喷雾沉积部分，主要研究包括制备不同浓度的喷雾液、基底形态对电极材料性能的影响、应用不同电场强度和不同材料的制备等。
静电纺丝部分，主要研究内容包括制备流变性好、适合实现电纺纤维的电解质溶液、调节高电场强度、探究静电纺丝时的喷嘴类型等。
3.预期成果本研究将通过制备不同形态、不同组分的电极材料，探讨不同制备条件下电极材料的物理化学性质、电化学性能等，并优化制备条件，以获得性能优异、制备简单、操作便捷的电极材料。
4.研究意义本研究的成果将有助于在锂离子电池领域推动高性能电极材料的研究与应用。
同时，本研究所涉及的静电喷雾沉积和静电纺丝技术也将为其他场合提供借鉴，以挖掘这些新型制备电极材料技术的更多应用领域。
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静电纺丝技术在锂离子电池中的应用进展
研究的热点，包括静电纺丝理论中经典的Taylor锥与喷射理论、纳米纤维的弯曲非稳定性理论，同时归纳了针对纺丝流体大部分为非牛顿流体的性质，静电纺丝中高聚物流体非稳定性理论的研究过程和进展。
静电纺丝的工艺参数主要包括纺丝液的浓度、纺丝电压、接收距离和纺丝液供应速率。
对于静电纺丝工艺参数的研究主要涉及工艺参数对产品的纤维直径、孔隙率、强度等性能指标的影响。
通过可以总结出纤维直大量的不同聚合物的实验结果。
与纤径的变化大体上与纺丝电压呈反向变化趋势，维液浓度呈正向变化趋势。
在纤维直径影响因素的研究中，宋叶萍等人通过响应面法的Box-Behnken设计（BBD）建立了纤维直径预测模型，简化了实验过程，并通过模型优化了纺丝工艺。
目前实验室用的静电纺设备主要有单纺型和同轴型两类，其中前者数量居多，因为它只有一个喷丝头，设备组装容易。
而同轴型设备主要制备皮芯型结构的纳米纤维，需要不同孔径的喷丝装置同同时对液体供应装置也有特殊要求，所以轴组合。