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以原位生長法製備ZIF-67在表層聚偏二氟乙烯改質的聚乙烯醇不織布複合膜應用於鋰離子二次電池隔離膜

為了解決熱收縮膜機台中的問題，作者吳筱薇 這樣論述：

目錄明志科技大學碩士學位論文口試委員審定書 i誌謝 ii摘要 iiiAbstract v目錄 vii圖目錄 xi表目錄 xxiii第一章 緒論 11.1 前言 11.2 鋰離子二次電池之發展 21.3 鋰離子二次電池工作原理 31.4 陰極材料(Cathode) 41.5 陽極材料(Anode materials) 71.6 電解質(Electrolyte) 81.7 隔離膜(Separator) 101.8 研究動機 11第二章 文獻回顧 122.1 鋰離子二次電池隔離膜 122.1.1 鋰離子電池隔離膜製備技術 132.1.2 微孔隙隔離膜 152

.1.3 不織布纖維膜 152.1.4 複合隔離膜 172.1.5 靜電紡絲纖維膜 202.2 靜電紡絲技術及應用 222.2.1 靜電紡絲原理 222.2.2 靜電紡絲之製程參數與環境因素影響 232.3 聚乙烯醇(PVA) 282.3.1 聚乙烯醇介紹 282.3.2 聚乙烯醇結構及物化性 282.3.3 聚乙烯醇應用於靜電紡絲 302.4 以含浸法製備複合式隔離膜 352.5 有機金屬框架材料介紹 402.5.1 沸石咪唑酯框架材料(Zeolitic Imidazolate Frameworks, ZIFs) 422.5.2 ZIF-67材料介紹 432.5.

3 ZIF-67材料應用於鋰離子電池的隔離膜 48第三章 實驗方法 563.1 實驗藥品 563.2 實驗儀器及設備 573.3 靜電紡絲隔離膜製程 583.3.1 聚乙烯醇(PVAM)水溶液配製 583.3.2 靜電紡絲膜製備 583.4 複合膜製備 603.4.1 含浸膜製備 613.4.2 ZIF-67原位生長纖維素不織布複合膜製備 623.4.3 三層式複合膜製備 653.5 物化性分析試驗 673.5.1 晶相結構分析析(X-Ray Diffractometer, XRD) 673.5.2 表面結構形貌分析(掃描式電子顯微鏡) 693.5.3 接觸角分析(

Contact Angle) 713.5.4 隔離膜之吸收率及孔隙率分析 723.5.5 隔離膜中官能基分析(FTIR) 733.5.6 多孔性材料的孔洞分佈分析(PMI) 743.5.7 隔離膜的機械強度測試 753.5.8 隔離膜之尺寸熱穩定性測試(Thermal stability) 763.5.9 熱性質分析(TGA) 773.5.10 離子導電率測試 783.5.11 電化學視窗的線性掃描伏安法測試 793.5.12 鋰離子遷移數測試 803.5.13 對稱電極測試 813.6 電化學分析試驗 823.6.1 鋰離子電池陰極的製備 823.6.2 鈕扣型半電

池組裝 843.6.3 電池充/放電性循環分析 853.6.4 AC交流阻抗測試及離子擴散係數分析 86第四章 結果與討論 884.1 陰極及隔離膜材料之物化性分析試驗 884.1.1 陰極材料及隔離膜之晶相結構分析 884.1.2 材料及隔離膜表面結構形貌分析 904.1.3 隔離膜的親水性分析 954.1.4 隔離膜之吸收率及孔隙率分析 984.1.5 靜電紡絲奈米纖維複合膜之官能基分析 1004.1.6 隔離膜之孔徑分析 1034.1.7 隔離膜之機械強度試驗 1054.1.8 隔離膜之尺寸穩定性測試 1074.1.9 隔離膜之熱穩定性分析 1094.1.10

隔離膜之離子導電率測試 1114.1.11 電化學視窗測試 1164.1.12 隔離膜之鋰離子遷移數分析 1184.1.13 隔離膜之對稱電極分析 1204.2 隔離膜的電化學電性檢測 1254.2.1 不同隔離膜於低電流速率下之首次充放電及活化階段分析 1254.2.2 不同隔離膜於高電流速率下之充放電分析 1424.2.3 隔離膜之長期循環穩定性分析 1564.2.4 隔離膜之AC交流阻抗測試 1854.2.5 隔離膜之離子擴散係數分析 196第五章 結論 203參考文獻 205 圖目錄圖 1、鋰離子二次電池充放電原理示意圖[5]。 3圖 2、陰極晶體結構圖：(

a)橄欖石 (b)層狀 (c)尖晶石結構。 4圖 3、(a) Celgard膜和 PAN 不織布膜的電池的初始充放電曲線, (b) 0.5C速率下測試電池放電容量與循環次數。 17圖 4、(a) Celgard2320、PVDF-HFP+PI(T)和PVDF-HFP / PI(T)隔離膜在常溫下的電池組裝圖, (b) 首次充放電曲線, (c) 電性循環圖, (d) PVDF-HFP/PI(T)隔離膜在45 ℃下的倍率性能。 19圖 5、(a) PU/PVDF膜SEM圖, (b) PU/PVDF 隔離膜和Celgard隔離膜之LCO /石墨全電池的充放電性圖, (c) PU/PVDF隔離膜

和Celgard隔離膜之LCO /石墨全電池在不同倍率充/放電100 cycle循環圖。 21圖 6、靜電紡絲工作原理示意圖。 22圖 7、PVA 靜電紡絲SEM 圖像、平均纖維直徑和纖維直徑相對標準偏差(RSD)。 27圖 8、PEO靜電紡絲SEM 圖像、平均纖維直徑和纖維直徑相對標準偏差(RSD)。 27圖 9、聚乙烯醇材料的化學結構圖。 28圖 10、GA與PVA奈米纖維的交聯反應示意圖。 30圖 11、不同濃度(5, 8, 10 wt.%)的PVA奈米纖維SEM圖。 31圖 12、Celgard 和木質素/PVA隔離膜的接觸角圖。 33圖 13、市售Celgard隔離膜

和木質素/PVA膜的熱重(TGA)分析圖譜。 33圖 14、Celgard隔離膜和木質素/PVA膜的應用於NCM 111半電池的電化學性能；(a) 初始充/放電圖；(b) 0.5C、1C、2C、5C下的C-rate 性能和2C下的回收率。 34圖 15、Celgard隔離膜和木質素/PVA膜的電化學阻抗譜(EIS)，此小圖顯示放大圖高頻到中頻區域。 34圖 16、接觸角測試(a) PE；(b) PE-PVDF。 35圖 17、PE及PE-PVDF隔離膜鈕扣電池電性(a) 0.5C速率200次充放電循環；(b) 0.5C速率首次充放電曲線；(c) 不同速率之充放電。 37圖 18、接觸

角測試(a) PPPS, (b) 5PCPS, (c) 10PCPS, (d) 20PCPS。 38圖 19、使用不同參數隔離膜之鈕扣型電池於不同速率下之放電克電容量比較。 39圖 20、常見之沸石咪唑酯框架(ZIFs)材料結構[92]。 42圖 21、ZIF-67化學結構式。 43圖 22、ZIF-67之TGA曲線圖。 44圖 23、(a) ZIF-67_1、(b) ZIF-67_2、(c) ZIF-67_3的SEM圖像及(d) ZIF-67_1、(e) ZIF-67_2、(f) ZIF67_3的TEM圖像。 45圖 24、(a) ZIF-67_1、ZIF-67_2和ZIF-67

_3的粉末XRD圖譜以及作為它們相應的模擬XRD圖案(b) ZIF-67_1和ZIF-67_3的晶體結構，黃色實心圓圈表示MOF腔的尺寸。 46圖 25、ZIF-67_1、ZIF-67_2、ZIF-67_3材料和2-甲基咪唑(MIM)之FTIR光譜圖。 47圖 26、使用PP、BC及BC/ZIF-67隔離膜之鈕扣型電池電性圖(a) 充放電電流密度以0.2C/0.2C循環100圈，(b) 充放電電流密度為0.2C至2C。 49圖 27、ZIF-67@CNFs、CNF、GF和PEP膜的熱穩定性和表面潤濕性測試(a) TGA曲(b) DTG曲線(c) DMC溶劑在前60秒內所有膜上的接觸角變化

；(d) 不同隔離膜在200 ℃處理1小時前後的熱收縮率和DMC潤濕性比較。 50圖 28、ZIF-67@CNF、CNF、GF和PEP膜的LIBs性能(a) 循環性能(b) 倍率容量(c) CNF膜的放電容量-電壓曲線(d) ZIF-67@CNF膜的放電容量-電壓曲線(e) GF的放電容量-電壓曲線(f)PEP膜的放電容量-電壓曲線。 52圖 29、電解質組成為PEO-LiTFSI (10:1)和PEO-LiTFSI (10:1)/10 wt% MOF-5的LiFePO4/Li固體電池(a)在60 °C時的不同倍率循環性能，(b)在80 ℃下，以1C倍率下充放電循環100次電性結果。 5

4圖 30、MOF-PVA複合膜(EMP)的製備示意圖和用於吸附陰離子和促進鋰離子傳輸的功能性EMP的示意圖。 55圖 31、(a) CSPE中鋰離子傳輸途徑和Ce-MOF、PEO和LiTFSI之間相互作用的示意圖，(b) 在循環過程中，PEO-LiTFSI和CSPE鍍鋰形態演變示意圖。 55圖 32、PVAM水溶液配製流程示意圖。 58圖 33、本研究使用的靜電紡絲機台(MECC, Japan)。 59圖 34、PVDF高分子含浸隔離膜示意圖。 61圖 35、原位合成ZIF-67在纖維素不織布膜之示意圖。 62圖 36、原位生長Z67@CA隔離膜反應機制示意圖。 64圖 37、

Esp-PVAM/Z67@CA/Esp-PVAM纖維素不織布複合膜的製備流程。 66圖 38、具不同三層結構的複合式隔離的膜結構示意圖。 66圖 39、布拉格晶體繞射實驗示意圖。 67圖 40、X-ray繞射分析儀(Bruker D2 Phaser)。 68圖 41、掃描式電子顯微鏡(Hitachi S-2600H)。 70圖 42、接觸角測試儀。 71圖 43、傅立葉轉換紅外線光譜儀(FT-IR) 73圖 44、多孔性材料孔徑分析儀(PMI)。 74圖 45、拉伸測試儀(EZ-LX 500N)。 75圖 46、熱風循環烘箱。 76圖 47、熱重分析儀(TGA)。 77圖

48、自製量測鋰離子導電率的測量器。 78圖 49、LSV測試用不對稱電池之組裝示意圖。 79圖 50、對稱電池封裝結構示意圖。 80圖 51、陰極電極製作流程圖。 83圖 52、CR2032鈕扣型半電池之封裝元件圖。 84圖 53、AutoLab電性測試儀圖(Metrohm Autolab PGSTAT 302N)。 86圖 54、AC交流阻抗測試圖譜(Nyquist plot)。 87圖 55、NCM811 陰極材料之XRD分析圖。 88圖 56、ZIF-67材料及不同重量比的Esp-PVAM/Z67@CA/Esp-PVAM複合膜XRD分析圖。 89圖 57、陰極材料N

CM811之不同倍率SEM表面形貌圖(a) 1 kx,(b) 3 kx, (c) 5 kx,(d) 10 kx。 92圖 58、自製靜電紡絲PVAM膜與含浸有PVDF高分子塗層之PVAM膜在不同倍率SEM表面形貌圖(a) 1 kx,(b) 5 kx,(c) 10 kx。 92圖 59、ZIF-67填充物在不同倍率SEM表面形貌圖(a) 1 kx,(b) 3 kx,(c) 5 kx,(d) 10 kx。 93圖 60、不同重量濃度之ZIF-67填充物以原位生長法合成於纖維素膜在不同倍率SEM表面形貌圖(a) 1 kx,(b) 5 kx,(c) 10 kx。 93圖 61、不同參數之隔離膜

在不同倍率SEM表面形貌圖(a) 1 kx,(b) 5 kx,(c) 10 kx。 94圖 62、測試溶劑為1M LiClO4 溶於DMSO之隔離膜接觸角分析圖(a)市售PE 隔離膜, (b)自製靜電紡絲PVAM隔離膜, (c) 1 wt.% PVDF高分子包覆之PVAM膜, (d) 3 wt.% PVDF高分子包覆之PVAM膜。 96圖 63、測試溶劑為1M LiClO4 溶於DMSO之隔離膜接觸角分析圖(a) Esp-PVAM/CA/Esp-PVAM複合膜, (b) Esp-PVAM/15%Z67@CA/Esp-PVAM複合膜, (c) 1 wt.% PVDF高分子包覆之Esp-PVA

M/15%Z67@CA/Esp-PVAM膜。 96圖 64、複合式電紡PVAM膜的FTIR分析圖。 101圖 65、Bare PVAM膜與含浸有PVDF高分子包覆層之單層PVAM膜之FTIR分析圖。 102圖 66、不同具三層結構複合膜之FTIR分析圖。 102圖 67、不同隔離膜之孔徑分布曲線圖。 104圖 68、PVAM膜與含浸1 wt.%及3 wt.% PVDF高分子塗層於電紡PVAM膜應力-應變曲線圖。 106圖 69、不同膜之應力-應變曲線圖。 106圖 70、不同溫度之隔離膜尺寸變化率。 108圖 71、不同隔離膜加熱至200 ℃後的尺寸變化。 108圖 72、自

製電紡PVAM膜與含浸處理之電紡PVAM膜之DSC/TGA圖。 110圖 73、不同種類複合膜之DSC/TGA圖。 110圖 74、不同隔離膜含有電解液(1M LiClO4 in DMSO)之Arrhenius圖。 113圖 75、不同隔離膜含有電解液(1M LiClO4 in DMSO)之Arrhenius圖。 114圖 76、不同隔離膜含有電解液(1M LiClO4 in DMSO)之Arrhenius圖。 115圖 77、不同隔離膜之線性掃描伏安法曲線圖。 117圖 78、隔離膜之鋰離子遷移數(tLi+)(a) 市售PE隔離膜、(b) Esp-PVAM/15%Z67@CA/E

sp-PVAM複合膜。 119圖 79、市售PE隔離膜長期循環交流阻抗分析圖，此處小圖為交流阻抗分析高頻區。 122圖 80、自製Esp-PVAM/15%Z67@CA/Esp-PVAM隔離膜長期循環交流阻抗分析圖，此處小圖為交流阻抗分析高頻區。 123圖 81、市售PE隔離膜與自製複合膜之長期循環之過電位比較圖。 124圖 82、半電池使用不同隔離膜，在0.1C/0.1C速率下的首次充放電曲線圖。 127圖 83、半電池含市售PE隔離膜，在0.1C/0.1C速率下活化電性圖。 128圖 84、半電池含自製靜電紡絲單層PVAM膜，在0.1C/0.1C速率下活化電性圖。 129圖 8

5、半電池中含浸有1 wt.% PVDF高分子包覆層之電紡單層PVAM膜，在0.1C/0.1C速率下活化電性圖。 130圖 86、半電池中含浸有3 wt.% PVDF高分子包覆層之電紡單層PVAM膜，在0.1C/0.1C速率下活化電性圖。 131圖 87、半電池中使用各種不同隔離膜在活化階段，在0.1C/0.1C -5 cycles電性比較圖。 132圖 88、半電池使用不同重量比之Esp-PVAM/Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在0.1C/0.1C速率下的首次充放電曲線圖。 133圖 89、半電池中含有Esp-PVAM/CA/Esp-PVAM膜，在0.1C/0.1C速率下活化

電性圖。 134圖 90、半電池中含有Esp-PVAM/5%Z67@CA/Esp-PVAM膜，在0.1C/0.1C速率下活化電性圖。 135圖 91、半電池中含有Esp-PVAM/15%Z67@CA/Esp-PVAM膜，在0.1C/0.1C速率下活化電性圖。 136圖 92、半電池中含有Esp-PVAM/25%Z67@CA/Esp-PVAM膜，在0.1C/0.1C速率下活化電性圖。 137圖 93、半電池中使用不同重量比之Esp-PVAM/Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在活化階段0.1C/0.1C-5 cycles電性比較圖。 138圖 94、半電池使用不同複合膜，在0.1C

/0.1C速率下的首次充放電曲線圖。 139圖 95、半電池中含浸有1 wt.% PVDF高分子包覆層之Esp-PVAM/15%Z67@CA/Esp-PVAM膜，在0.1C/0.1C速率下活化電性圖。 140圖 96、半電池中使用各種不同複合膜，在活化階段0.1C/0.1C-5 cycles電性比較圖。 141圖 97、半電池中使用市售PE隔離膜，在0.2C/0.2-10C速率下充放電曲線圖。 144圖 98、半電池中使用自製靜電紡絲PVAM膜，在0.2C/0.2-10C速率下充放電曲線圖。 145圖 99、半電池中含浸有1 wt.% PVDF高分子包覆層之電紡單層PVAM膜，在0.

2C/0.2-10C速率下充放電曲線圖。 146圖 100、半電池中含浸有3 wt.% PVDF高分子包覆層之電紡單層PVAM膜，在0.2C/0.2-10C速率下充放電曲線圖。 147圖 101、半電池中使用各種不同隔離膜，在0.2C/0.2-10C速率下電性比較圖。 148圖 102、半電池中含有Esp-PVAM/CA/Esp-PVAM複合膜，在0.2C/0.2-10C速率下充放電曲線圖。 149圖 103、半電池中含有Esp-PVAM/5%Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在0.2C/0.2-10C速率下充放電曲線圖。 150圖 104、半電池中含有Esp-PVAM/15%Z

67@CA/Esp-PVAM複合膜，在0.2C/0.2-10C速率下充放電曲線圖。 151圖 105、半電池中含有Esp-PVAM/25%Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在0.2C/0.2-10C速率下充放電曲線圖。 152圖 106、半電池中使用各種不同隔離膜，在0.2C/0.2-10C速率下電性比較圖。 153圖 107、半電池中含浸有1 wt.% PVDF高分子包覆層之Esp-PVAM/15%Z67@CA/Esp-PVAM膜，在0.2C/0.2-10C速率下充放電曲線圖。 154圖 108、半電池中使用各種不同隔離膜，在0.2C/0.2-10C速率下電性比較圖。 155圖

109、半電池使用市售PE隔離膜，在0.1C/0.1C電流速率下，充/放電循環30次之(a) 電性循環圖、(b) 放電克容量及庫倫效率。 159圖 110、半電池使用自製靜電紡絲PVAM膜，在0.1C/0.1C電流速率下，充/放電循環30次之(a) 電性循環圖、(b) 放電克容量及庫倫效率。 160圖 111、半電池中含浸有1 wt.% PVDF高分子包覆層之電紡單層PVAM膜，在0.1C/0.1C電流速率下，充/放電循環30次之(a) 電性循環圖、(b) 放電克容量及庫倫效率。 161圖 112、半電池中含浸有3 wt.% PVDF高分子包覆層之電紡單層PVAM膜，在0.1C/0.1

C電流速率下，充/放電循環30次之(a) 電性循環圖、(b) 放電克容量及庫倫效率。 162圖 113、半電池中不同隔離膜，於0.1C/0.1C速率下30次循環性能比較圖。 163圖 114、半電池使用Esp-PVAM/CA/Esp-PVAM複合膜，在0.1C/0.1C電流速率下，充/放電循環30次之(a) 電性循環圖、(b) 放電克容量及庫倫效率。 164圖 115、半電池使用Esp-PVAM/5%Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，0.1C/0.1C電流速率下，充/放電循環30次之(a) 電性循環圖、(b) 放電克容量及庫倫效率。 165圖 116、半電池使用Esp-PVAM/1

5%Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，0.1C/0.1C電流速率下，充/放電循環30次之(a) 電性循環圖、(b) 放電克容量及庫倫效率。 166圖 117、半電池使用Esp-PVAM/25%Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，0.1C/0.1C電流速率下，充/放電循環30次之(a) 電性循環圖、(b) 放電克容量及庫倫效率。 167圖 118、半電池使用不同之隔離膜，於0.1C/0.1C速率下30次循環性能比較圖。 168圖 119、半電池中含浸有1 wt.% PVDF高分子包覆層之Esp-PVAM/15%Z67@CA/Esp-PVAM膜，在0.1C/0.1C電流速率下，充/放電

循環30次之(a) 電性循環圖、(b) 放電克容量及庫倫效率。 169圖 120、半電池中不同隔離膜，於0.1C/0.1C速率下30次循環性能比較圖。 170圖 121、半電池中使用市售PE隔離膜，在1C/1C電流速率下，充/放電循環100次之(a) 電性循環圖、(b) 放電克容量及庫倫效率。 173圖 122、半電池中使用自製靜電紡絲PVAM膜，在1C/1C電流速率下，充/放電循環100次之(a) 電性循環圖、(b) 放電克容量及庫倫效率。 174圖 123、半電池中含浸有1 wt.% PVDF高分子包覆層之電紡單層PVAM膜，在1C/1C電流速率下，充/放電循環100次之(a) 電

性循環圖、(b) 放電克容量及庫倫效率。 175圖 124、半電池中含浸有3 wt.% PVDF高分子包覆層之電紡單層PVAM膜，在1C/1C電流速率下，充/放電循環100次之(a) 電性循環圖、(b) 放電克容量及庫倫效率。 176圖 125、半電池中使用不同之隔離膜，於1C/1C速率下100次循環性能比較圖。 177圖 126、半電池中使用Esp-PVAM/CA/Esp-PVAM複合膜，在1C/1C電流速率下，充/放電循環100次之(a) 電性循環圖、(b) 放電克容量及庫倫效率。 178圖 127、半電池使用Esp-PVAM/5%Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在1C/1C

電流速率下，充/放電循環100次之(a) 電性循環圖、(b) 放電克容量及庫倫效率。 179圖 128、半電池使用Esp-PVAM/15%Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在1C/1C電流速率下，充/放電循環100次之(a) 電性循環圖、(b) 放電克容量及庫倫效率。 180圖 129、半電池使用Esp-PVAM/25%Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在1C/1C電流速率下，充/放電循環100次之(a) 電性循環圖、(b) 放電克容量及庫倫效率。 181圖 130、半電池使用不同重量比之Esp-PVAM/Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，於1C/1C速率下100次循環性能比

較圖。 182圖 131、半電池中含浸有1 wt.% PVDF高分子包覆層之Esp-PVAM/15%Z67 183圖 132、半電池使用不同之複合膜，於1C/1C速率下100次循環性能比較圖。 184圖 133、AC等效電路圖(Equivalent circuit)。 186圖 134、半電池使用市售PE隔離膜、電紡PVAM膜及含浸PVDF高分子塗層電紡PVAM膜，在0.1C/0.1C充放電循環5次後之交流阻抗分析圖。 187圖 135、半電池使用不同重量比之Esp-PVAM/Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在0.1C/0.1C充放電循環5次後之交流阻抗分析圖。 188圖 1

36、半電池使用不同之複合膜，在0.1C/0.1C充放電循環5次後之交流阻抗分析圖。 189圖 137、半電池使用市售PE隔離膜、電紡單層PVAM膜及含浸有PVDF高分子包覆電紡單層PVAM膜，在0.1C/0.1C充放電循環30次後之循環壽命交流阻抗分析圖，此處小圖為交流阻抗分析高頻區。 190圖 138、半電池使用不同重量比之Esp-PVAM/Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在0.1C/0.1C充放電循環30次後之循環壽命交流阻抗分析圖，此處小圖為交流阻抗分析高頻區。 191圖 139、半電池使用不同之複合膜，在0.1C/0.1C充放電循環30次後之循環壽命交流阻抗分析圖，此處小

圖為交流阻抗分析高頻區。 192圖 140、半電池使用市售PE隔離膜、電紡單層PVAM膜及含浸有PVDF高分子包覆電紡單層PVAM膜，在1C/1C充放電循環100次後之循環壽命交流阻抗分析圖，此處小圖為交流阻抗分析高頻區。 193圖 141、半電池使用不同重量比之Esp-PVAM/Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在1C/1C充放電循環100次後之循環壽命交流阻抗分析圖，此處小圖為交流阻抗分析高頻區。 194圖 142、半電池使用不同之複合膜，在1C/1C充放電循環100次後之循環壽命交流阻抗分析圖，此處小圖為交流阻抗分析高頻區。 195圖 143、半電池使用市售PE隔離膜、電紡P

VAM膜及含浸PVDF高分子塗層電紡PVAM膜，在0.1C/0.1C充放電循環5次後之交離子擴散係數圖。 197圖 144、半電池使用不同之複合膜，在0.1C/0.1C充放電循環5次後之離子擴散係數分析圖。 198圖 145、半電池使用市售PE隔離膜、電紡單層PVAM膜及含浸有PVDF高分子包覆電紡單層PVAM膜，在0.1C/0.1C充放電循環30次後之離子擴散係數分析圖。 199圖 146、半電池使用不同之複合膜，在0.1C/0.1C充放電循環30次後之離子擴散係數分析圖。 200圖 147、半電池使用市售PE隔離膜、電紡單層PVAM膜及含浸有PVDF高分子包覆電紡單層PVAM膜，在

1C/1C充放電循環100次後之離子擴散係數分析圖。 201圖 148、半電池使用不同之複合膜，在1C/1C充放電循環100次後之離子擴散係數分析圖。 202 表目錄表 1、鋰離子二次電池之陰極材料特性比較[21] 6表 2、常見有機電解質溶劑的物理特性比較 9表 3、隔離膜乾濕製程應用及比較 14表 4、Celgard膜與PAN不織布纖維膜物性測試 16表 5、聚乙烯醇之聚合度和醇解度性質比較表[66] 29表 6、不同隔離膜的孔隙率、電解質吸收率和接觸角測試 36表 7、MOFs常見材料種類 41表 8、PP、BC、BC/ZIF-67隔離膜的相關基本特性 49表 9、C

NFs、ZIF-67@CNFs、GF、PEP隔離膜的相關基本特性 50表 10、實驗藥品 56表 11、實驗儀器與設備 57表 12、自製隔離膜簡稱表 60表 13、不同重量比Z67@CA纖維素不織布複合膜實驗配製方法 63表 14、文獻之膜孔隙率與接觸角分析結果 97表 15、市售PE隔離膜、單層PVAM膜以及含浸處理PVDF高分子後的單層PVAM膜厚度、電解液吸收率和孔隙率比較 99表 16、不同具三層結構複合膜之厚度、電解液吸收率及孔隙率比較 99表 17、電紡單層PVAM高分子膜的FTIR特徵峰分析 101表 18、隔離膜在不同溫度下的離子導電率σi (S cm-1)

和活化能(kJ mol-1) 113表 19、隔離膜在不同溫度下的離子導電率σi (S cm-1)和活化能(S cm-1) 114表 20、隔離膜在不同溫度下的離子導電率σi (S cm-1)和活化能(kJ mol-1) 115表 21、隔離膜線性掃描伏安法曲線圖之分解電壓對照表 117表 22、隔離膜之鋰離子遷移數測試結果 119表 23、對稱電極之測試條件 121表 24、市售PE隔離膜長期循環交流阻抗分析結果 122表 25、自製Esp-PVAM/15%Z67@CA/Esp-PVAM隔離膜長期循環交流阻抗分析結果 123表 26、市售PE隔離膜與自製複合膜之長期循環之過電

位比較 124表 27、半電池使用不同隔離膜，在0.1C/0.1C速率下的首次充放電結果比較 127表 28、半電池含市售PE隔離膜，在0.1C/0.1C速率下活化電性結果 128表 29、半電池含自製靜電紡絲單層PVAM膜，在0.1C/0.1C速率下活化電性結果 129表 30、半電池中含浸有1 wt.% PVDF高分子包覆層之電紡單層PVAM膜，在0.1C/0.1C速率下活化電性結果 130表 31、半電池中含浸有3 wt.% PVDF高分子包覆層之電紡單層PVAM膜，在0.1C/0.1C速率下活化電性結果 131表 32、半電池中使用各種不同隔離膜在活化階段，在0.1C/0.

1C -5 cycles電性比較表 132表 33、半電池使用不同重量比之Esp-PVAM/Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在0.1C/0.1C速率下的首次充放電結果比較 133表 34、半電池中含有Esp-PVAM/CA/Esp-PVAMM膜，在0.1C/0.1C速率下活化電性結果 134表 35、半電池中含有Esp-PVAM/5%Z67@CA/Esp-PVAM膜，在0.1C/0.1C速率下活化電性結果 135表 36、半電池中含有Esp-PVAM/15%Z67@CA/Esp-PVAM膜，在0.1C/0.1C速率下活化電性結果 136表 37、半電池中含有Esp-PVAM/2

5%Z67@CA/Esp-PVAM膜，0.1C/0.1C速率下活化電性結果 137表 38、半電池中使用不同重量比之Esp-PVAM/Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在活化階段0.1C/0.1C-5 cycles電性比較表 138表 39、半電池使用不同複合膜，在0.1C/0.1C速率下的首次充放電結果比較 139表 40、半電池中含浸有1 wt.% PVDF高分子包覆層之Esp-PVAM/15%Z67@CA/Esp-PVAM膜，在0.1C/0.1C速率下活化電性結果 140表 41、半電池中使用各種不同複合膜，在活化階段0.1C/0.1C-5 cycles電性比較表 141表

42、半電池中使用市售PE隔離膜，在0.2C/0.2-10C速率下充放電電性結果 144表 43、半電池中使用自製靜電紡絲PVAM膜，在0.2C/0.2-10C速率下充放電電性結果 145表 44、半電池中含浸有1 wt.% PVDF高分子包覆層之電紡單層PVAM膜，在0.2C/0.2-10C速率下充放電電性結果 146表 45、半電池中含浸有3 wt.% PVDF高分子包覆層之電紡單層PVAM膜，在0.2C/0.2-10C速率下充放電電性結果 147表 46、半電池中使用各種不同隔離膜，在0.2C/0.2-10C速率下電性比較表 148表 47、半電池中含有Esp-PVAM/ C

A/Esp-PVAM複合膜，在0.2C/0.2-10C速率下充放電電性結果 149表 48、半電池中含有Esp-PVAM/5%Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在0.2C/0.2-10C速率下充放電電性結果 150表 49、半電池中含有Esp-PVAM/15%Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在0.2C/0.2-10C速率下充放電電性結果 151表 50、半電池中含有Esp-PVAM/25%Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在0.2C/0.2-10C速率下充放電電性結果 152表 51、半電池中使用各種不同隔離膜，在0.2C/0.2-10C速率下電性比較表 153表 52

、半電池中含浸有1 wt.% PVDF高分子包覆層之Esp-PVAM/15%Z67@CA/Esp-PVAM膜，在0.2C/0.2-10C速率下充放電電性結果 154表 53、半電池中使用各種不同隔離膜，在0.2C/0.2-10C速率下電性比較表 155表 54、半電池使用市售PE隔離膜，在0.1C/0.1C電流速率下，充/放電循環30次電性結果 159表 55、半電池使用自製靜電紡絲PVAM膜，在0.1C/0.1C電流速率下，充/放電循環30次電性結果 160表 56、半電池中含浸有1 wt.% PVDF高分子包覆層之電紡單層PVAM膜，在0.1C/0.1C電流速率下，充/放電循環30

次電性結果 161表 57、半電池中含浸有3 wt.% PVDF高分子包覆層之電紡單層PVAM膜，在0.1C/0.1C電流速率下，充/放電循環30次電性結果 162表 58、半電池中不同隔離膜，於0.1C/0.1C速率下30次循環性能比較結果 163表 59、半電池使用Esp-PVAM/CA/Esp-PVAM複合膜，在0.1C/0.1C電流速率下，充/放電循環30次電性結果 164表 60、半電池使用Esp-PVAM/5%Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在0.1C/0.1C電流速率下，充/放電循環30次電性結果 165表 61、半電池使用Esp-PVAM/15%Z67@CA/E

sp-PVAM複合膜，0.1C/0.1C電流速率下，充/放電循環30次電性結果 166表 62、半電池使用Esp-PVAM/25%Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，0.1C/0.1C電流速率下，充/放電循環30次電性結果 167表 63、半電池使用不同之隔離膜，於0.1C/0.1C速率下30次循環性能比較結果 168表 64、半電池中含浸有1 wt.% PVDF高分子包覆層之Esp-PVAM/15%Z67@CA/Esp-PVAM膜，在0.1C/0.1C電流速率下，充/放電循環30次電性結果 169表 65、半電池中不同隔離膜，於0.1C/0.1C速率下30次循環性能比較結果 17

0表 66、半電池中使用市售PE隔離膜，在1C/1C電流速率下充/放電循環100次電性結果 173表 67、半電池中使用自製靜電紡絲PVAM膜，在1C/1C電流速率下，充/放電循環100次電性結果 174表 68、半電池中含浸有1 wt.% PVDF高分子包覆層之電紡單層PVAM膜，在1C/1C電流速率下，充/放電循環100次電性結果 175表 69、半電池中含浸有3 wt.% PVDF高分子包覆層之電紡單層PVAM膜，在1C/1C電流速率下，充/放電循環100次電性結果 176表 70、半電池中使用不同之隔離膜，於1C/1C速率下100次循環性能比較結果 177表 71、半電池中使

用Esp-PVAM/CA/Esp-PVAM複合膜，在1C/1C電流速率下，充/放電循環100次電性結果 178表 72、半電池使用Esp-PVAM/5%Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在1C/1C電流速率下，充/放電循環100次電性結果 179表 73、半電池使用Esp-PVAM/15%Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在1C/1C電流速率下，充/放電循環100次電性結果 180表 74、半電池使用Esp-PVAM/25%Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在1C/1C電流速率下，充/放電循環100次電性結果 181表 75、半電池使用不同重量比之Esp-PVAM/Z67@

CA/Esp-PVAM複合膜，於1C/1C速率下100次循環性能比較結果 182表 76、半電池中含浸有1 wt.% PVDF高分子包覆層之Esp-PVAM/15%Z67@CA/Esp-PVAM膜，在1C/1C電流速率下，充/放電循環100次電性結果 183表 77、半電池使用不同之複合膜，於1C/1C速率下100次循環性能比較結果 184表 78、半電池使用市售PE隔離膜、PVAM膜及含浸PVDF高分子塗層PVAM膜，在0.1C/0.1C充放電循環5次後之交流阻抗分析結果 187表 79、半電池使用不同重量比之Esp-PVAM/CA/Esp-PVAM複合膜，在0.1C/0.1C充放電

循環5次後之交流阻抗分析結果 188表 80、半電池使用不同之複合膜，在0.1C/0.1C充放電循環5次後之交流阻抗分析結果 189表 81、半電池使用市售PE隔離膜、電紡單層PVAM膜及含浸有PVDF高分子包覆電紡單層PVAM膜，在0.1C/0.1C充放電循環30次後之循環壽命交流阻抗分析結果 190表 82、半電池使用不同重量比之Esp-PVAM/Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在0.1C/0.1C充放電循環30次後之循環壽命交流阻抗分析結果 191表 83、半電池使用不同之複合膜，在0.1C/0.1C充放電循環30次後之循環壽命交流阻抗分析結果 192表 84、半電池使用

市售PE隔離膜、電紡單層PVAM膜及含浸有PVDF高分子包覆電紡單層PVAM膜，在1C/1C充放電循環100次後之循環壽命交流阻抗分析結果 193表 85、半電池使用不同重量比之Esp-PVAM/Z67@CA/Esp-PVAM複合膜，在1C/1C充放電循環100次後之循環壽命交流阻抗分析結果 194表 86、半電池使用不同之複合膜，在1C/1C充放電循環100次後之循環壽命交流阻抗分析結果 195表 87、半電池使用市售PE隔離膜、PVAM膜及含浸PVDF高分子塗層PVAM膜，在0.1C/0.1C充放電循環5次後之離子擴散係數分析結果 197表 88、半電池使用不同之複合膜，在0.1C

/0.1C充放電循環5次後之離子擴散係數分析結果 198表 89、半電池使用市售PE隔離膜、電紡單層PVAM膜及含浸有PVDF高分子包覆電紡單層PVAM膜，在0.1C/0.1C充放電循環30次後之離子擴散係數分析結果 199表 90、半電池使用不同之複合膜，在0.1C/0.1C充放電循環30次後之離子擴散係數分析結果 200表 91、半電池使用市售PE隔離膜、電紡單層PVAM膜及含浸有PVDF高分子包覆電紡單層PVAM膜，在1C/1C充放電循環100次後之離子擴散係數分析結果 201表 92、半電池使用不同之複合膜，在1C/1C充放電循環100次後之離子擴散係數分析結果 202

利用高分子形狀記憶材料使石墨烯產生皺褶結構應用於化學電阻式生物感測器性能提升之研究

為了解決熱收縮膜機台中的問題，作者吳泰澤 這樣論述：

本研究中我們提出一種利用高分子形狀記憶材料聚苯乙烯(Polystyrene，PS)，加熱過後使石墨烯底層PS基材受熱收縮變形，產生皺褶結構以增加比表面積。由FE-SEM和AFM觀測到表面是非常粗糙且表面高低起伏大。之後利用低損傷電漿處理(LDPT)使石墨烯氧化形成石墨烯氧化物並有效地調整石墨烯之氧化程度，再藉由石墨烯氧化物較佳的生物相容性與生物端相接合，此結構稱為石墨烯氧化物/PS。固定化探針的過程中，經由化學共價鍵－醯胺鍵固定於石墨烯氧化物上，以利於與10nM到1pM不同濃度的生物標的物miRNA-21進行雜合，並量測其電阻變化率。計算出來的結果顯示，電阻會隨著雜合miRNA-21濃度增加

而上升，並透過相關公式推算，此感測器的線性度為0.9795，檢測極限可達1.74 pM。之後再藉由檢測與探針不互補的不同序列之miRNA-21來觀察此感測器的選擇性，可知此感測器對於miRNA-21具有良好的選擇性，並在人體血清複雜的環境中，仍然可以檢測得到 miRNA-21，這說明了此感測器的抗干擾性是良好的。