Влияние нитрида кремния на физико-химические и электрохимические свойства сепараторов из переработанных отходов полиэтилентерефталата

Аннотация

Исследовано влияние введения наночастиц нитрида кремния (Si₃N₄) на структуру и электрохимические свойства волокнистых мембран, изготовленных методом электроспиннинга из переработанного полиэтилентерефталата (ПЭТ). Исследованы три состава: чистый ПЭТ и ПЭТ с содержанием Si₃N₄ 1 и 2 мас.%. Морфология, химический состав и распределение неорганической фазы охарактеризованы методами ИК-Фурье-спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионного анализа. Установлено, что добавление Si₃N₄ увеличивает толщину мембраны с ~25 мкм (ПЭТ) до ~91 мкм 
(1 мас.%) и ~127 мкм (2 мас.%), при этом в обоих композитных образцах наблюдается преимущественно равномерное распределение наночастиц с единичными агрегатами. Электрохимические свойства оценены методом импедансной спектроскопии и гальваностатических испытаний в полуячейках с катодом LiFePO₄. Показано, что образец с содержанием 1 мас.% Si₃N₄ демонстрирует наибольшую ионную проводимость и разрядную емкость в 163 мА·ч/г. При увеличении содержания до 2 мас.% Si₃N₄ ионная проводимость остается выше, чем у чистого ПЭТ, однако разрядная емкость снижается до 126 мА·ч/г, что может быть связано с протеканием побочных реакций. Результаты свидетельствуют о перспективности модификации вторичного ПЭТ добавкой 1 мас.% Si₃N₄ для получения сепараторов.