本研究探討以聚丙烯晴(Polyacrylonitrile PAN)和聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate) PMMA)，依不同混摻比例製備而成的電紡絲高分子奈米纖維，其性質及於鋁離子電池之應用。調整高分子在二甲基甲醯胺(N N-dimethylformamide DMF)中的濃度以及高分子混合比例(PAN:PMMA= 100:0 75:25 50:50 25:75)，製備平均直徑落在300-500 nm的奈米纖維膜。表面型態由SEM觀察得知，以靜電紡絲法製備成奈米纖維隔離膜，其纖維皆呈現完整結構且均勻分布，交錯之纖維結構產生自然孔隙有助離離子於電池中的移動。熱性質利用TGA及DSC分析，奈米纖維膜在300℃以下保持穩定狀態，無裂解或結晶等現象發生。纖維組成分析則以FTIR鑑定，加入PMMA後其特性峰C＝O 、C—O出現，並且C=O吸收峰隨PMMA比例提升而增強。X光繞射圖譜則說明奈米纖維膜的結晶特性，經靜電紡絲法製備成的纖維，結晶度下降，非定型區域則可有效吸收電解質，是為電池隔離膜之良好材料。另外，孔洞分析則利用BET法，隨著PMMA比例上升，比表面積也有略微上升的現象。奈米纖維膜實際應用於鋁離子電池時，電解液相容性良好，並且對電解液有500~1000% 的吸收量，可使電池運作穩定。離子傳導度測試顯示在30~70℃溫度區間內，有隨溫度上升而提高的趨勢，並且數值大約保持在1~3 mS·cm-1。充放電以變電流密度50、100、200、400 mA·g-1測試，比電容量有隨電流密度提高而下降的趨勢。長效分析以100 mA·g-1進行測試。依據實驗結果，以電池放電電容作為比較依據，PAN:PMMA=50:50奈米纖維膜有最佳電容表現；若根據電池壽命圈數判定，則PAN:PMMA=75:25奈米纖維膜具有最長壽命，並且數據皆優於商用隔離膜所使用材料玻璃纖維。
Polyacrylonitrile/Poly(methyl methacrylate) Electrospun Nanofibers: Preparation Characterization and Application in Al-ion batteries
舫柔, 林. (Author). 2020
學生論文: Doctoral Thesis