PAN为造孔剂制备聚合物锂离子电池隔膜

PAN为造孔剂制备聚合物锂离子电池隔膜

一、用PAN作造孔剂制备聚合物锂离子电池隔膜(论文文献综述)

吴宽[1](2020)在《凝胶聚合物电解质的制备与性能研究》文中提出大多数商业锂离子电池使用的电解质系统包括聚烯烃隔膜和液态电解质。由于高温引起的聚烯烃隔膜变形和收缩会导致电池内部短路,在这种情况下,易燃的电解液泄漏会造成电池起火或者爆炸。而凝胶聚合物电解质(GPE)是将液态电解质紧紧地固定在聚合物基体中,安全性则比较好。静电纺丝技术是一种制备多孔GPE膜的简单方法,这种GPE膜具有较高的孔隙率,能够在短时间内被电解液润湿,因此该方法制备的GPE具有优异的离子电导率。但静电纺丝纤维膜的机械强度不理想,这在很大程度上阻碍了其在高性能动力电池领域的应用,因此需要进行改性处理来改善其性能。通常,在纤维膜基体中穿插化学交联结构以及引入无机颗粒可以有效地提升GPE的机械强度和热稳定性。纤维膜的化学交联改性大多数是通过引发剂引发的,然而通过引发剂引发的化学交联反应会有副产物生成,这些副产物会对电池的性能产生不良影响。因此我们考虑使用无需引发剂的环氧开环反应对纤维膜进行化学交联改性。本文首先通过静电纺丝技术制备热稳定性好的聚丙烯腈(PAN)纤维膜,再利用聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDE)和二氨基聚丙二醇(DPPG)之间的开环聚合反应来对PAN纤维膜进行化学交联改性,得到PAN/PEO膜。研究了不同PEGDE含量对PAN/PEO膜的物理性能以及相对应的GPE的电化学性能的影响。结果表明:随着PEGDE含量升高,在PAN纤维膜中会生成更多的PEO,导致PAN/PEO膜的孔隙率和电解液吸收率逐渐下降,但是PAN/PEO膜的拉伸强度逐渐增大,当PEGDE含量为5%时,PAN/PEO(5)膜的拉伸强度达到13.5 MPa,大约为PAN纤维膜拉伸强度(5.6 MPa)的2.41倍;当PEGDE含量较低时,PAN/PEO(2.5)、PAN/PEO(5)膜基GPE的电化学性能较好,离子电导率从PAN纤维膜基GPE的1.56 mS/cm分别提高到2.69、2.19 mS/cm;Li Fe PO4/Li电池的充放电测试表明,PAN/PEO(5)基GPE组装的电池在高倍率2 C充放电下放电比容量为104.5 m Ah/g,相比于0.2 C时的容量保留率为72.9%,高于PAN对应电池的容量保留率(64.8%);而且在0.5 C下循环50圈后,PAN/PEO(5)基GPE组装的电池的容量保留率也比PAN基GPE的更高。在PEGDE和DPPG溶液中引入SiO2无机颗粒,制备PAN/PEO-SiO2复合膜,研究了SiO2含量对PAN/PEO-SiO2复合膜以及对应的复合凝胶聚合物电解质(CGPE)性能的影响。结果表明:SiO2通过PEO主要粘附在PAN纤维上和纤维膜孔隙处,含量越大,SiO2在PAN纤维膜孔隙处聚集的越多;基于PAN纤维膜改性的PAN/PEO膜和PAN/PEO-SiO2复合膜的接触角都小于PP隔膜的(41.7°),展现出与电解液更好的浸润性,其中PAN/PEO-SiO2(1%)复合膜性能最佳为6.8°;PAN/PEO-SiO2(1%)基CGPE的电化学性能最好,离子电导率高达3.27 mS/cm,高于PAN/PEO基GPE的2.26 mS/cm以及PP隔膜的0.51 mS/cm,PAN/PEO-SiO2(1%)基CGPE的界面电阻为268Ω,低于PAN/PEO基GPE的340Ω以及PP隔膜的459Ω;与PP隔膜相比,PAN/PEO-SiO2(1%)复合膜具有更优异的热稳定性,在200℃下尺寸几乎不发生收缩,可以提高锂离子电池的安全性;Li Fe PO4/Li电池的充放电测试表明,PAN/PEO-SiO2(1%)基CGPE组装的电池具有较好的充放电性能,在0.5 C循环50圈后,其放电比容量保留率为97.8%,高于PP隔膜对应的容量保留率89.8%。

王爱艾[2](2020)在《纤维素/尼龙6锂电池隔膜的改性制备与性能调控》文中指出随着便携式设备、智能家具、动力汽车等领域的发展,对锂离子电池的综合性能提出了更为严格的要求。传统的聚烯烃隔膜因其存在孔隙率低、热稳定性差等弊端,使锂电池在使用过程中的安全性及充放电性能受到影响,锂电池隔膜成为制约锂电池技术发展的关键因素之一。本文以离子液体为溶剂,以纤维素、尼龙6为主要制膜材料,通过共混、浸渍和交联的改性方法,并对性能和结构进行调控,制备孔隙率高、孔径分布均一、机械强度大、与电解液的亲和性强、热安全性能高、环境友好型的高质量锂电池隔膜。主要研究内容如下:首先,以离子液体([Emim]Ac)为溶剂,对PAN进行溶解,确定PAN在离子液体中的最佳溶解温度和时间,然后以聚乙烯吡咯烷酮(PVP K30)为致孔剂,在本课题组前期制备纤维素/尼龙6锂电池隔膜的基础上利用PAN对其进行共混改性,制备出PAN/纤维素/尼龙6锂电池隔膜,探讨调控PAN的含量对隔膜机械性能、吸液率、保液率、孔隙率及热稳定性能的影响,并进行了SEM、N2吸附等温线、TG、接触角测试和电化学性能的表征。相关结果表明,PAN在离子液体中的最佳溶解温度和时间分别为140℃和2h;当铸膜液中PAN含量为3wt%、纤维素含量为4wt%、尼龙6含量为3wt%、PVP K30含量为4wt%时,隔膜的综合性能最佳,此时,隔膜的拉伸强度达71.24MPa,断裂伸长率为33.7%,吸液率、保液率和孔隙率分别达到225.3%、66.7%和55.7%,最大热收缩力和热收缩率分别为1.27N和2.0%,电化学稳定窗口达到4.5V,离子电导率提高至0.55*10-3 S/cm。以上研究结果说明,经PAN改性及调控后隔膜的机械性能、热稳定性、孔径分布和电化学性能等得到了改善,符合锂电池行业对隔膜的要求。第二,以离子液体([Emim]Ac)为溶剂,以PVP K30为致孔剂,制备出纤维素/尼龙6隔膜,然后利用水溶性聚酰亚胺(PI)对其进行浸渍改性,探讨调控浸渍液中PI固含量对隔膜机械性能、吸液率、保液率、孔隙率及热稳定性能的影响,并进行了SEM、N2吸附等温线、TG、接触角测试和电化学性能的表征。最终结果表明,当浸渍液中PI固含量为40%时,改性隔膜的综合性能最佳,此时,隔膜的拉伸强度和断裂伸长率分别达到69MPa和35.3%,吸液率、保液率和孔隙率分别可达238.7%、69.4%、54.2%,最大热收缩力和热收缩率分别为1.38N和1.5%,电化学稳定窗口提升到4.7V,离子电导率提高至0.61*10-3 S/cm。各项表征结果说明,经PI浸渍改性及调控后的隔膜在机械性能、孔径分布、与电解液亲和性及热稳定性等方面的表现优异,其综合性能得到了提升。第三,以离子液体([Emim]Ac)为溶剂,以PVP K30为致孔剂,制备纤维素/尼龙6隔膜,然后以戊二醛为交联剂对纤维素/尼龙6锂电池隔膜进行交联改性,探讨调控交联剂的浓度对改性隔膜机械性能、吸液率、保液率、孔隙率及热稳定性能的影响,并进行了SEM、FT-IR、XRD、N2吸附等温线、TG、接触角测试和电化学性能的表征。最终结果表明,当交联时间为60min、温度为75℃、戊二醛浓度为6%时,隔膜的综合性能最佳,此时,隔膜的拉伸强度达75.42MPa,断裂伸长率为28.96%,吸液率、保液率和孔隙率分别达235.5%、68.9%和53.6%,最大热收缩力和热收缩率分别为1.42N和1.8%,电化学稳定窗口达到4.9V,离子电导率提高至0.65*10-3 S/cm。此结果说明了经交联改性及调控后的隔膜综合性能得到了提高。通过对上述三种改性及调控方法下所制备出隔膜的综合性能及制备过程复杂程度的研究,利用PI浸渍改性调控后所制备出的隔膜最为理想,且制备方法更易实现。

李玲[3](2019)在《锂离子电池耐高温PVDF-HFP基复合隔膜的制备与性能研究》文中研究指明锂离子电池除了在日常生活中的应用以外,现在越来越多的应用在电动汽车(EV)中,但是最近新能源汽车的燃烧和爆炸等问题被频繁报道出来,这就对LIBs的安全性能和大倍率性能提出了更高的要求。电动汽车燃烧、爆炸等安全问题发生的主要原因有:(1)持续放电或者过充造成的电池过热使得内部隔膜发生热收缩;(2)电池过充使得锂枝晶生长刺穿隔膜;(3)外力撞击造成电池的外部或者内部毁坏。以上这些因素都可能使电池发生内部短路,严重时可能会引发安全事故。现在商业应用的PP或者PE隔膜虽然有高的机械性能,但是其耐高温性能、浸润性和离子导电率都较差,不能满足电动汽车的高安全和大电流充放电的要求,急需热稳定性好和大倍率充放电的高性能复合隔膜。所以研究出热稳定性好和可大倍率充放电的复合隔膜成为解决此问题的关键。本论文采用相转化的方法制备了PVDF-HFP/TiO2-NF和PVDF-HFP/Cellulose/TiO2两种可耐高温多孔隔膜,获得的主要研究成果如下:1.采用相转化法制备出PVDF-HFP/TiO2-NF复合隔膜,此复合隔膜中TiO2纳米纤维作为造孔剂和耐热材料,TiO2纤维的加入可以降低聚合物PVDF-HFP的结晶度,增加隔膜的孔隙率,但是掺杂也不可过量,过多复合隔膜的性能反而会降低。测试发现5 wt%TiO2纤维掺杂的PVDF-HFP/TiO2-NF复合隔膜各项性能最优,其复合隔膜孔隙率超过60%,吸液率高达277.9%,电导率也可以达到1.26 mS cm–1。装有PVDF-HFP/TiO2-NF复合隔膜的电池具有高的放电比容量(140mAh g–1)和倍率性能,并且其电池在110℃的高温下也能正常使用。2.采用相转化法制备出PVDF-HFP/Cellulose/TiO2复合隔膜,此复合隔膜中添加了耐高温纤维素颗粒作为支撑PVDF-HFP基底的骨架,再在PVDF-HFP/Cellulose复合基底中添加5 wt%TiO2纤维,纤维素和TiO2纤维的添加都可以降低PVDF-HFP的结晶度,增加复合隔膜的耐热温度。最终得到PVDF-HFP/Cellulose/TiO2复合隔膜的孔隙率可以达到63.65%,吸液率达到210.3%,并且有高达1.68 mS cm–1的离子电导率。用PVDF-HFP/Cellulose/TiO2复合隔膜组装的电池展现了高的比容量(160 mAh g–1)和倍率性能,并且此电池在120℃的高温下仍能正常进行充放电。

徐疆兰[4](2019)在《锂离子电池用PAN/TPU/PPC三元凝胶聚合物电解质的制备与研究》文中进行了进一步梳理锂离子电池(LIB)以其能量密度高、循环寿命长、记忆效应小等优点被认为是一种重要的储能装置。然而,有机液体电解质的泄漏和燃烧引起的安全问题限制了LIB的大规模应用。凝胶聚合物电解质(GPE)由于其耐热性高、尺寸稳定性好和与锂电极的良好相容性,被认为是一种有前途的替代品。如何制备出具有良好的孔结构、优异的机械性能和高的离子电导率GPE是研究的主要热点。本文采用高离子电导率和高热稳定的聚丙烯腈(PAN),具有优异力学性能的热塑性聚氨酯(TPU)及与电极和电解液有良好相容性的聚碳酸丙烯酯(PPC)三者共同作为基体材料,利用静电纺丝技术制备出物理性能和电化学性能优异的三元PAN/TPU/PPC基凝胶聚合物电解质(GPEs)。本论文从以下三方面展开研究:(1)利用静电纺丝技术制备出PAN/TPU/PPC、PAN/TPU、PAN/PPC、TPU/PPC基纳米纤维膜。干燥后,测薄膜的物理性能:形貌、孔隙率、热稳定性和机械性能等。待电纺薄膜活化为GPE后,对其电化学性能进行了测试。实验结果表明,PVDF/TPU/PPC基纳米纤维薄膜的微观形貌和热稳定性最好,该薄膜的拉伸强度为10.9 MPa,断裂伸长率为111.6%,其相应GPE的电导率高达5.45 mS cm-1,室温下的电化学稳定窗口高达5.7 V。此外,它的首次充电容量高达166.9 mAh g-1,首次放电容量高达166.3 mAh g-1。优良的综合性能使PVDF/TPU/PPC基GPE更适用于锂离子电池。(2)在10%的浓度下,改变了三种聚合物(PAN、TPU和PPC)的质量比,采用静电纺丝技术制备了五种不同质量比的GPE,并对它们进行了形貌测试、物理性能测试和电化学性能测试。实验结果表明,PTP5基NFs的形貌和力学性能最佳。其吸液率高达372%,室温下离子电导率为5.45×10-33 S cm-1。首次充放电容量分别高达166.9 mAh g-1和166.3 mAh g-1。经过50次循环后,PTP5的放电容量仍高达160.5 mAh g-1,且容量衰减较小。(3)配置不同浓度的聚合物溶液,并采用静电纺丝法制备了PAN/TPU/PPC基纤维膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、热分析(TGA)、充放电测试等方法对其形貌和性能进行了系统研究。用10%浓度的PAN/TPU/PS溶液制备的电纺薄膜在室温下的吸液率为372%,PAN/TPU/PPC(10%)基GPE的离子电导率为5.45×10-33 S cm-1。在25℃下,0.1C电流密度下,浓度为10%的PAN/TPU/PPC基扣式电池的首次充放电容量分别为166.9 mAh g-1和166.3 mAh g-1。经过50次循环后,放电容量仍高达160.5 mAh g-1,容量衰减很小。

张天文[5](2019)在《几丁质纳米纤维基锂离子电池隔膜的制备及其性能研究》文中认为隔膜是锂离子电池的关键部分,能够分隔正负极材料,对于提高锂离子电池的电化学性能和安全性有着重要的作用。微孔聚烯烃隔膜目前被广泛应用于锂离子电池中,这主要得益于他们具有较好的机械强度、高电化学稳定性和适当的孔隙率。然而,这类隔膜依然存在一些问题:1、热稳定性差,由于聚烯烃本身熔点较低,导致其在电池温度升高时,会发生严重的热收缩,不仅限制其工作温度,同时也给锂离子电池带来安全隐患。2、电解液浸润性差,由于聚烯烃隔膜是非极性的,其与极性电解液的浸润性较差,这在一定程度上会导致电解液中离子的不均匀扩散,对锂离子电池的电化学性能有一定影响。3、环保性差,聚烯烃基隔膜的原料主要来自于日益减少的化石燃料,由于其不可再生和生物不可降解,随着锂离子电池市场的扩展,这将导致一系列的环保问题。为了解决上述聚烯烃基隔膜存在的问题,我们将目光转向了生物质纳米纤维基隔膜,因为它们具有较好的电解液浸润性、高热稳定性、高机械强度以及低廉的价格。然而,生物质纳米纤维基隔膜依然存在一些问题:1、离子电导率低,由于生物质纳米纤维表面存在大量的羟基基团,会使其在成膜时,纤维与纤维之间形成大量氢键,形成致密无孔的纳米纤维膜,从而影响锂离子传输。2、吸湿性强,由于纤维素表面的羟基对水具有较强的亲和性,从而导致生物质纳米纤维隔膜容易吸收环境中的水分,从而组装电池前都要经过高温处理,增加了锂离子电池制备的成本。因此,制备具有高锂离子传导且吸湿率低的生物质纳米纤维隔膜成为本研究的重点和难点。本文中,我们以几丁质纳米纤维为例,提出牺牲模板法,表面化学修饰法以及表面涂覆法等,制备了几种几丁质纳米纤维基隔膜,并对其性能进行了评估。主要研究内容总结如下:1.利用从虾壳中提取的几丁质纳米纤维结合“盐模板”的方法制备了一种新型多孔薄膜用于锂离子电池中。通过改变柠檬酸二氢钠(SDCA)在几丁质纳米纤维悬浮液中的含量能够实现多孔薄膜纳米孔结构的可控调节。研究了不同SDCA含量制备的多孔膜的孔隙率、电解液吸附量、电解液浸润性、离子电导率等相关物理参数的变化规律。进一步,组装了LiFePO4/Li半电池对几丁质纳米纤维膜的性能进行评估。结果表明,其性能与商业聚丙烯多孔隔膜相当,甚至在某些方面(如热稳定性)性能更加优异。我们提出的利用可再生几丁质纳米纤维制备电池隔膜的设想,将为锂/钠离子电池的可持续发展提供参考。2.在制备多孔几丁质纳米纤维膜的研究基础上,我们进一步提出了表面功能化修饰的策略,制备出了致密的氰基修饰的几丁质纳米纤维(CCN)膜。这种CCN膜不仅具有高机械强度,而且由于离子和隔膜表面氰基的特殊作用使其具有高的离子电导率。CCN隔膜的离子电导率和锂离子迁移数分别为0.45 mS/cm和0.62,大约分别是没有修饰几丁质纳米纤维膜的13倍和2.5倍。考虑到CCN隔膜所具有的性能优势和大规模生产的潜力,我们认为CCN隔膜是很有希望应用于高性能和高安全的锂离子电池中。3.在氰基修饰制备的致密几丁质纳米纤维膜基础上,我们通过简单蘸涂的方法,制备出了氰基修饰几丁质纳米纤维/聚偏氟乙烯-六氟丙烯(CCN/PVDF-HFP)复合膜。这种具有PVDF-HFP聚合物涂层结构的复合膜,一方面使复合隔膜对锂金属稳定,另一方面由于PVDF-HFP具有一定憎水性,能够有效改善生物质纳米纤维隔膜所存在的吸潮问题。这种沾涂法制备生物质纳米纤维复合膜的设计,为生物质纳米纤维隔膜的商业化应用,提供了一种新的思路。

史晓娟[6](2018)在《基于NASICON型Li1+xAlxTi2-x(PO4)3复合电解质的制备及电化学性能研究》文中提出电解质的选择决定了电池的工作机理,并影响电池的比能量、安全性、循环性能、充放电性能、储存性能和成本。无机固体电解质在很大程度上提高了锂离子电池的安全性。但是室温下离子电导率不高,可以通过优化、改性、掺杂或与聚合物复合等方式来提高无机固体电解质的室温离子电导率,特别是将无机固态电解质填充到聚合物基体中制备复合聚合物电解质已成为近年来研究的焦点。要制备出电化学性能优异的复合电解质,首先要选择合适的无机快离子导体材料。通常情况下,结构稳定、致密度高、热稳定性好、室温离子电导率高的无机快离子导体是科研工作者首选的材料。NASICON型无机固态电解质由于AO6八面体和P04四面体共同构成的三维网络骨架[A2P3O12]的立方体结构较稳定,具有锂离子传输容易、致密度和热稳定性好、室温离子电导率高等诸多优点而备受青睐。另外,聚合物基体的选择也尤为重要。一般具有结晶度低、介电常数高、热稳定性好和机械强度大等特点的聚合物是制备复合电解质理想的基体骨架。其中,聚偏氟乙烯(PVDF)与聚丙烯腈(PAN)因介电常数高、电化学稳定性好、疏水性强及热稳定性好等优点,受到人们的高度关注。本文以简单溶液法制备无机快离子导体Li1+xAlxTi2-x(PO4)3(LATP),探究不同Al掺杂浓度、煆烧温度以及煅烧时间对其电导率的影响;并将该无机快离子导体填充到PVDF和PAN聚合物基体中,利用简单流延法和静电纺丝法成功制备无机-有机复合电解质LP和纳米纤维复合电解质LPN,并对其进行材料表征与电化学性能测试,探讨出LATP与PVDF的最佳质量比及LATP在PAN基体中的最优填充量。具体研究内容如下:1.探究不同Al掺杂浓度(x)对合成的LATP电导率的影响,随着Al掺杂浓度增加,LATP离子电导率整体呈先增大后减小的趋势,当Al掺杂浓度x=0.3时,LATP的室温离子电导率最高,活化能最低;探究800~950℃范围内煅烧温度对LATP电导率的影响,在900℃下获得的LATP固体电解质晶粒最均匀、晶界最清晰、离子电导率最高。在确定了 LATP电解质的Al掺杂浓度和最佳烧结温度后,进一步研究烧结保温时间对LATP电导率的影响,煅烧时间太短,反应尚未完全,出现不必要的杂质。反应时间太长,电解质致密化程度降低,阻碍锂离子迁移。实验表明,煅烧反应时间为4 h为最佳反应时间,此时的离子电导率最高。2.以PVDF为基体,加入不同质量比的无机快离子导体LATP,采用直接流延成膜法制备无机-有机复合电解质LP。SEM分析得无机快离子导体LATP均匀分散在PVDF基体当中,电解质膜内部致密。XRD和FTIR分析得出LP复合电解质膜具有LATP类似的衍射峰,结晶性好,随着无机快离子导体LATP填料比例的增加,聚合物膜的结晶峰逐渐降低,但其电解质膜的FTIR主要吸收峰的位置几乎没有发生变化,表明聚合物和无机粒子的组合仅仅是物理混合。TG与DSC分析得出随着LATP无机物含量的增加,LP复合电解质的热分解温度逐渐升高,熔融温度和结晶度逐渐降低。所有样品的阳极分解电压均大于5.02 V(vs.Li/Li+),可以满足所有锂离子电池的实际工作需求。当LATP与PVDF的质量比为2:1时,电化学窗口最宽,达到5.67 V(vs.Li/Li+),电解液吸特性最好,吸液率达到171%,室温离子电导率最高,界面稳定性较好。由LP-2组装的Li/LP-2/LiFePO4电池在0.1 C倍率下首次放电比容量能为161.6 mAh g-1,循环50次后相应的容量保持率为95.7%,其倍率性和循环稳定性较好。3.以PAN为电纺丝基体,在体系中添加不同填充量的LATP无机纳米颗粒,采用静电纺丝法制备纳米LATP复合纤维聚合物电解质LPN。SEM分析得出,LPN复合电解质膜纤维直径分布比较光滑均匀。随着无机陶瓷填料LATP填充量的逐渐增加,聚合物基体中的纳米颗粒直径开始变得越来越细。XRD分析得出LPN复合电解质膜具有LATP和PAN的叠加衍射峰,其主要的特征峰位置没有发生任何变化,结晶性好,随着无机快离子导体LATP填料比例的增加,聚合物膜的结晶峰强度减弱,无机物的结晶峰强度增强。TG与DSC分析得出随着LATP无机物含量的增加,LPN复合电解质的热分解温度在第二阶段略微升高,熔融温度先降低后升高;所有样品的阳极分解电压均大于5.12 V(vs.Li/Li+),可以满足所有锂离子电池的实际工作需求。当LATP的质量分数为4%时,LPN-4的电化学窗口最宽,达到5.68 V(vs.Li/Li+),电解液吸特性最好,吸液率达到231%,室温离子电导率最高(2.57×10-3Scm-1),界面稳定性最好,120 h后基本趋于稳定,其界面稳定阻抗值约为365 Ω,机械性能较好。由LPN-4组装的Li/LPN-4/LiFePO4电池在0.1 C倍率下首次放电比容量达到165.2 mAh g-1,循环50次后容量保持率为98.2%,其倍率性与循环稳定性能较优。

顾陆铭[7](2018)在《新型PVdF-HFP聚合物复合隔膜的制备与性能研究》文中认为锂离子电池作为高能量密度的储能装置而应用越来越广。隔膜作为锂离子电池的重要组成,因直接影响着锂离子电池的应用而吸引了人们持续的改进,其中,凝胶电解质隔膜,因为其电化学稳定性好、安全性好等优点,被视为一种极具前景的隔膜。但是,由于隔膜本身材质的特点,表现出机械强度差,尺寸稳定性差的缺点,在一定程度上制约着它在锂离子电池中的应用。本文采用无机纳米致孔剂、丙烯酸酯交联及静电纺丝法制备复合膜中间层等方法,重点提高凝胶电解质PVd F-HFP基聚合物隔膜的机械强度和尺寸稳定性。本论文主要可分为三个部分:(1)采用纳米Zn O作为致孔剂对聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVd F-HFP)基聚合物膜进行改性。对改性膜有关指标进行表征,如洗脱率测试、扫描电镜测试(SEM)、孔隙率与吸液率测试、机械性能测试和一系列电化学性能测试。测试结果表明:纳米Zn O的粒径小(30 nm)时改性效果好,纳米Zn O添加18%为合适的量,相应隔膜的离子电导率约为1.2 m S cm-1,同时拉伸强度达到11.5 MPa,其隔膜组装成电池后也表现出良好的循环性能和倍率放电性能,综合性能良好。(2)在(1)的研究基础上,制备了一种交联型锂离子电池微孔膜。将单体聚乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯(PEGMEMA),甲基丙烯酸甲酯(MMA)和八乙烯基倍半硅氧烷(POSS)经紫外线引发自由基聚合,与PVd F-HFP聚合物形成交联型聚合物膜,并通过纳米Zn O引入和去除形成膜的微孔结构。经膜的SEM、孔隙率与吸液率测试、机械强度测试以及各种电化学性能测试和分析,综合考虑离子电导率和机械强度这两个呈负相关的参数,认为18%是纳米Zn O合适的添加量,膜(CRZ18)的离子电导率为1.4 m S cm-1,拉伸强度为16 MPa。同时,用CRZ18膜组装的Li Fe PO4/Li半电池表现出最佳的循环性能和倍率放电性能。(3)将静电纺丝纤维素膜作为复合膜的中间层,即在静电纺丝所得的纤维素膜表面涂覆聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVd F-HFP)、单体聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMEMA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)以及交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTA)混合液,经引发聚合,形成表层含交联型聚合物、中间层为静电纺丝纤维素膜的三层复合膜。有关实验结果表明:复合膜的离子电导率和机械强度均得到明显提升,分别达到1.8 m S cm-1和12.5 MPa;与商业PE隔膜相比,其热稳定性有着明显提高,在180 oC下仍具有良好的尺寸稳定性;在电池测试中,其复合隔膜组装的电池在0.5 C/0.5 C的充放电条件下放电比容量可以达到137 m A h g-1,表现出良好的倍率放电性能。

任雪[8](2016)在《基于PVDF超级电容器纤维隔膜的制备及其电化学性能研究》文中研究说明静电纺丝是能够有效的、连续的制备纤维的一种技术,所制备的纤维具有网状和孔洞结构,直径可在微米或纳米的尺度上进行调控,通过增大纤维的比表面积和孔隙率能够进一步提高静电纺丝的应用前景。此外,静电纺丝在超级电容器电极和隔膜上有潜在的应用。本文采用静电纺丝技术制备PVDF纳米纤维电极隔膜并对其纤维结构和性能进行优化,主要研究分为以下几个方面:(1)聚偏氟乙烯(PVDF)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯腈(PAN)的静电纺丝纳米纤维的制备。分别制备PVDF、PS、PAN的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的纺丝前驱溶液,使用高压直流电源和静电纺丝法来制备纳米纤维,获得最佳的纺丝工艺参数,考察三者作为超级电容器电极隔膜的性能及稳定性,由此得到的PVDF是作为电极隔膜的最佳材料,此时PVDF的浓度为16%,吸液率为170%,电阻为5.5 Q。(2)PVDF多孔纳米纤维的制备。使用高压直流静电纺丝法制备PVDF/PVP纳米纤维,然后通过溶剂致相分离技术除去PVP,得到多孔PVDF纳米纤维。通过形貌表征及其电化学性能测试,结果表明其比表面积为16.602 m2/g,吸液率为300%,电阻为2.5 Q,压降为0.047 V。(3)PVDF中空多孔静电纺丝纤维膜的制备。以PVDF/PVP溶液为壳层,丙三醇溶液为芯层,使用高压直流电源静电纺丝法制备纳米纤维,然后通过相分离技术得到高比表面积中空多孔纳米纤维。通过形貌表征及其电化学性能测试,结果表明:其比表面积为60.648 m2/g,吸液率为450%,电阻为1 Ω,压降为0.028 V。

冯铁柱[9](2016)在《锂离子电池复合型多孔聚合物电解质的制备及其性能研究》文中研究表明锂离子电池聚合物电解质因不存在漏液问题、能使电池外观灵活设计、物理和化学稳定性好等优点使其拥有良好的发展前景。其中多孔聚合物电解质能够同时兼顾离子电导率和机械强度,综合性能更佳。因此本文分别采用简单实用的非溶剂挥发法和安全环保的超临界CO2(ScCO2)诱导相分离法制备了锂离子电池复合多孔聚合物电解质。采用SEM、DSC、XRD、TGA、拉伸测试、EIS、CV等手段对制备的聚合物膜的微观形貌、结晶度、热性能、力学性能和电化学性能进行了充分表征。研究了制备过程中不同工艺参数对聚合物膜结构和性能的影响,以实现力学性能和电化学性能的统一,使制备的复合多孔聚合物电解质具有实际应用前景。本文首先采用非溶剂挥发法制备了复合多孔聚合物电解质。膜材料为PVDF-HFP和PMMA,DMF和EG分别是溶剂和非溶剂。考察了制备过程中的液膜干燥温度、非溶剂EG用量、共混PMMA质量分数和纳米Ti02的添加量对聚合物膜的物理和电化学性能的影响。首先,制备了纯PVDF-HFP基聚合物电解质,并研究了干燥温度的影响。结果表明,当干燥温度低于60℃时,无法获得一张外观完好的膜;升高干燥温度,膜的孔隙率和电导率不断下降,力学性能则不断增强。然后,不断调高非溶剂EG用量,研究不同非溶剂EG用量的影响。结果表明,膜的孔隙率和电导率随着非溶剂EG用量增加而不断升高;非溶剂用量最大时,离子电导率最高至0.75mS/cm,电化学氧化电位在6V以上。在此基础上,将PVDF-HFP与PMMA共混,研究不同PMMA质量分数的影响。结果表明,共混PMMA对离子电导率提升效果显着,PMMA质量分数从0升至30%时,离子电导率从0.75mS/cm升至1.53mS/cm,提升两倍多;随着PMMA质量分数增加,膜的表面孔密度、结晶度和热稳定性不断下降,拉伸强度则逐渐增强。最后,将纳米Ti02引入PVDF-HFP/PMMA共混膜中,研究不同纳米Ti02添加量的影响。结果表明,膜表面孔密度和结晶度随着纳米Ti02的引入逐渐下降;添加量超过2%时,有明显的粒子团聚现象出现,导致聚合物电解质的离子电导率迅速衰减;当纳米Ti02添加量为2%时,制备的复合多孔聚合物电解质综合性能最佳,离子电导率最高为1.68mS/cm,热分解温度在350-C以上,氧化分解电压在6V以上,拉伸强度达21.89MPa;装配成扣式电池进行充放电测试,电池运行平稳,0.2C、0.5C、1C和2C倍率下的放电比容量分别为140.2、127.1、114.7和105.3mAh/g,1C倍率下50圈循环效率为90%。本文制备复合多孔聚合物电解质采用的第二种方法为ScCO2诱导相分离法。选用的聚合物为PVDF-HFP,溶剂为NMP。考察了制备过程中的ScCO2压力和温度、聚合物初始浓度和纳米Ti02添加量对聚合物膜的物理和电化学性能的影响。研究结果表明,ScCO2诱导法制备的聚合物膜为非对称膜,膜截面呈现蜂窝状的大孔结构,具有较高的孔隙率和离子电导率,然而拉伸强度偏低。随着ScCO2压力升高,膜的孔隙率和离子电导率不断增大,拉伸强度逐渐下降;而升高ScCO2温度或者增加聚合物初始浓度,膜的孔隙率和离子电导率不断下降,力学性能则逐渐增强。掺杂纳米Ti02能够同时改善膜的电化学性能和力学性能。随着纳米Ti02粒子不断添加,膜的结晶度、孔隙率和吸液率及拉伸强度都先升高而后下降。当纳米Ti02添加量为1%时,制备的复合多孔聚合物电解质综合性能最佳,室温离子电导率高达3.13mS/cm,同时热稳定性较好,电化学稳定窗口较宽,装配成Li/composite polymer electrolyte/LiCoO2电池,1C放电容量可达131.9mAh/g,循环50圈,库伦效率始终保持在99%左右。

刘海翔[10](2013)在《非溶剂致相分离法制备新型PVDF/HDPE锂离子电池隔膜及其改性》文中认为近年来,液态锂离子电池的安全性等问题受到广泛关注,因此为改善锂离子电池的安全性能,关于隔膜或聚合物电解质的研究越来越多。目前,关于隔膜或聚合物电解质的研究多集中在以聚烯烃多孔膜为基的物理化学改性及以聚偏氟乙烯(PVDF)为基的聚合物电解质体系的探索。本论文创造性地将广泛用作基质膜的高密度聚乙烯(HDPE)制备成细小颗粒,并作为添加剂添加于PVDF基质膜中,采用非溶剂致相分离法制备新型PVDF/HDPE基锂离子电池隔膜,并采用二氧化硅和氧化铝两种无机非金属和金属氧化物颗粒对其进行改性。对于制备的隔膜,主要采用SEM、XRD、TG等进行结构表征,采用LSV、EIS、充放电测试等进行电化学性能表征。首先考察了PVDF浓度、PVP添加量、HDPE添加量对隔膜结构与性能的影响,并确定了最佳的制膜条件。研究结果表明:当PVDF浓度为15%,PVP添加量为2.5%,HDPE添加量为1.5%时隔膜具有最佳性能。此时制备的隔膜离子室温电导率达2.2mS/cm,电化学稳定窗口宽,分解电压高于4.5V,以LiCoO2为正极组装电池测试,首次放电比容量接近150mAh/g,1.0C倍率下循环50次,比容量从128mAh/g降至117mAh/g,容量保持率约91.4%,表现出优异的循环性能和倍率性能。其次采用无机二氧化硅和氧化铝作为添加剂,对制备的隔膜进行了改性研究,主要考察了添加量对隔膜热性能及电化学性能的影响。研究结果表明:Si02能明显改善隔膜性能,且当添加量为1.0%时,隔膜性能最佳:在1.0C倍率下循环50次后,比容量从131.7mAh/g变为125.3mAh/g,容量保持率达95.14%;A1203添加量为1.5%时,隔膜在1.0C倍率下循环50次后,比容量从130.7mAh/g变为116mAh/g,容量保持率为88.75%,对电池性能改善不明显。综合考虑,二氧化硅更适合用于隔膜的改性。

二、用PAN作造孔剂制备聚合物锂离子电池隔膜(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、用PAN作造孔剂制备聚合物锂离子电池隔膜(论文提纲范文)

(1)凝胶聚合物电解质的制备与性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 锂离子电池概述
        1.2.1 锂离子电池工作原理
        1.2.2 锂离子电池材料
    1.3 凝胶聚合物电解质
        1.3.1 聚合物基体
        1.3.2 凝胶聚合物电解质的制备方法
    1.4 静电纺丝纤维膜的改性方法
        1.4.1 共混改性
        1.4.2 化学交联改性
        1.4.3 无机纳米颗粒改性
    1.5 静电纺丝技术概述
        1.5.1 静电纺丝的发展历史
        1.5.2 静电纺丝技术的装置和原理
        1.5.3 静电纺丝影响因素
    1.6 研究目的及内容
        1.6.1 研究目的及思路
        1.6.2 研究内容
第二章 基于PEO化学交联改性PAN纤维膜的GPE的制备与性能研究
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验试剂和仪器
        2.1.2 样品的制备工艺
        2.1.3 实验测试及表征
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 红外分析
        2.2.2 微观形貌分析
        2.2.3 孔隙率及电解液吸液率分析
        2.2.4 力学性能分析
        2.2.5 离子电导率分析
        2.2.6 热稳定性分析
        2.2.7 锂离子电池充放电测试
        2.2.8 电化学稳定窗口
    2.3 本章小结
第三章 PAN/PEO-SiO_2复合凝胶聚合物电解质(CGPE)的制备与性能研究
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验试剂和仪器
        3.1.2 样品的制备工艺
        3.1.3 实验测试及表征
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 微观形貌分析
        3.2.2 接触角分析
        3.2.3 离子电导率分析
        3.2.4 界面阻抗分析
        3.2.5 热收缩率分析
        3.2.6 锂离子电池充放电测试分析
        3.2.7 化学稳定窗口分析
    3.3 本章小结
第四章 全文总结
参考文献
致谢
附录:攻读硕士学位期间发表的科研成果

(2)纤维素/尼龙6锂电池隔膜的改性制备与性能调控(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂电池简介
        1.2.1 锂电池的发展
        1.2.2 锂电池的种类
        1.2.3 锂电池的结构及其工作原理
    1.3 锂电池隔膜简介
        1.3.1 锂电池隔膜的发展现状
        1.3.2 锂电池隔膜的性能指标
        1.3.3 锂电池隔膜的种类
        1.3.4 锂电池隔膜的制备方法
        1.3.5 锂电池隔膜的改性方法
    1.4 离子液体、纤维素和尼龙6简介
        1.4.1 离子液体的性质及应用
        1.4.2 纤维素的性质及应用
        1.4.3 尼龙6的性质及应用
    1.5 论文的研究内容及意义
        1.5.1 论文的研究内容
        1.5.2 论文的研究意义和创新之处
第2章 离子液体中聚丙烯腈共混改性纤维素/尼龙6锂电池隔膜的调控研究
    2.1 实验试剂与仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 试验方法
        2.2.1 PAN溶解度的测定
        2.2.2 共混铸膜液的制备
        2.2.3 锂电池隔膜的制备
        2.2.4 隔膜的性能测试
        2.2.5 隔膜的表征分析
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 离子液体中PAN溶解性能的分析
        2.3.2 PAN含量对隔膜性能的调控
        2.3.3 隔膜的调控表征
    2.4 本章小结
第3章 水溶性聚酰亚胺浸渍改性纤维素/尼龙6锂电池隔膜的调控研究
    3.1 实验试剂与仪器
        3.1.1 实验试剂
        3.1.2 实验仪器
    3.2 试验方法
        3.2.1 纤维素/尼龙6共混膜的制备
        3.2.2 聚酰亚胺浸渍改性膜的制备
        3.2.3 隔膜的性能测试
        3.2.4 隔膜的表征分析
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 PI固含量对隔膜性能的调控
        3.3.2 隔膜的调控表征
    3.4 本章小结
第4章 戊二醛交联改性纤维素/尼龙6锂电池隔膜的调控研究
    4.1 实验试剂与仪器
        4.1.1 实验试剂
        4.1.2 实验仪器
    4.2 实验方法
        4.2.1 纤维素/尼龙6共混膜的制备
        4.2.2 戊二醛交联改性隔膜的制备
        4.2.3 隔膜的性能测试
        4.2.4 隔膜的表征分析
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 交联反应时间和温度对隔膜拉伸强度和断裂伸长率的调控
        4.3.2 戊二醛浓度对隔膜性能的调控
        4.3.3 隔膜的调控表征
    4.4 不同改性方法下隔膜性能调控的比较研究
    4.5 本章结论
第5章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
参考文献
在读期间发表的学术论文及研究成果
致谢

(3)锂离子电池耐高温PVDF-HFP基复合隔膜的制备与性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池简介
        1.2.1 锂离子电池发展现状
        1.2.2 锂离子电池的基本结构
        1.2.3 锂离子电池的工作原理
    1.3 电池安全性能
    1.4 锂离子电池隔膜概述
        1.4.1 锂离子电池隔膜制备的技术
        1.4.2 锂离子隔膜的改性技术
    1.5 论文的研究目的及内容
第2章 实验设计
    2.1 实验药品与仪器
    2.2 复合多孔锂电隔膜的制备
        2.2.1 羧基包覆的TiO_2纳米纤维的制备
        2.2.2 相转化法制备复合多孔隔膜
        2.2.3 电极的制备
        2.2.4 电池的组装
    2.3 测试内容及方法
        2.3.1 表面形貌及成分分析
        2.3.2 隔膜孔隙率和孔径大小
        2.3.3 浸润性和吸液率
        2.3.4 离子电导率
        2.3.5 电化学稳定性
        2.3.6 热稳定性与热关断性
        2.3.7 电化学性能
第3章 PVDF-HFP/TiO_2-NF复合隔膜性能研究
    3.1 引言
    3.2 PVDF-HFP/TiO_2-NF复合隔膜的表征
        3.2.1 表面形貌及结构分析
        3.2.2 XRD和FTIR分析
        3.2.3 热稳定测试
        3.2.4 电解液浸润性
        3.2.5 复合隔膜的吸液率和孔隙率
        3.2.6 离子电导率分析
        3.2.7 电化学性能分析
        3.2.8 电池性能测试
    3.3 本章小结
第4章 PVDF-HFP/Cellulose/TiO_2纤维复合隔膜性能研究
    4.1 引言
    4.2 PVDF-HFP/Cellulose复合隔膜的表征
        4.2.1 表面形貌分析
        4.2.2 离子电导率分析
    4.3 PVDF-HFP/Cellulose/TiO_2复合隔膜的表征
        4.3.1 表面形貌及结构分析
        4.3.2 XRD和FTIR分析
        4.3.3 热稳定测试
        4.3.4 复合隔膜的吸液率和孔隙率
        4.3.5 离子电导率分析
        4.3.6 电化学性能分析
        4.3.7 电池性能测试
    4.4 本章小结
第5章 论文总结及展望
    5.1 论文的主要结论
    5.2 论文展望
参考文献
致谢
个人简历与攻读硕士学位发表的学术论文

(4)锂离子电池用PAN/TPU/PPC三元凝胶聚合物电解质的制备与研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 聚合物锂离子电池
        1.2.1 聚合物锂离子电池的组成
        1.2.2 聚合物锂离子电池的工作原理
        1.2.3 聚合物锂离子电池的特点
        1.2.4 聚合物锂离子电池的发展
        1.2.5 聚合物锂离子电池的分类
    1.3 聚合物电解质
        1.3.1 聚合物电解质的发展及分类
        1.3.2 聚合物电解质的表征
        1.3.3 聚合物电解质的要求
        1.3.4 凝胶聚合物电解质
    1.4 凝胶聚合物体系
        1.4.1 PEO基凝胶聚合物电解质
        1.4.2 PAN基凝胶聚合物电解质
        1.4.3 PMMA基凝胶聚合物电解质
        1.4.4 PVDF基凝胶聚合物电解质
    1.5 凝胶聚合物电解质的制备方法
        1.5.1 直接凝胶法
        1.5.2 Bellcore法
        1.5.3 浇注法
        1.5.4 聚合交联法
        1.5.5 静电纺丝法
    1.6 本论文的主要研究思路、内容及创新性
        1.6.1 本论文的研究思路
        1.6.2 本论文的创新性
        1.6.3 本文主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 主要实验药品与仪器
    2.2 电极的制备及电池的组装
    2.3 电纺纤维膜的物理性能表征
        2.3.1 傅里叶变换红外光谱测试
        2.3.2 扫描电子显微镜
        2.3.3 热重分析
        2.3.4 差示扫描热量法
        2.3.5 电纺膜孔隙率测试
        2.3.6 电纺膜吸液率测试
        2.3.7 电纺膜力学性能测试
    2.4 电纺纤维膜电化学性能表征
        2.4.1 离子电导率的测定
        2.4.2 首次充放电和循环性能测试
        2.4.3 电化学稳定窗口
第3章 不同基体电纺纤维薄膜的制备与研究
    3.1 引言
    3.2 电纺纤维膜的制备
    3.3 凝胶聚合物电解质的制备
    3.4 电纺膜的结构与性能研究
        3.4.1 FTIR分析
        3.4.2 SEM分析
        3.4.3 TG分析
        3.4.4 孔隙率和吸液率测试
        3.4.5 交流阻抗谱图分析
        3.4.6 机械性能测试
        3.4.7 首次充放电测试及分析
        3.4.8 循环性能测试及分析
        3.4.9 电化学稳定性测试分析
    3.5 结论
第4章 不同质量比的PAN/TPU/PPC电纺膜的制备与研究
    4.1 引言
    4.2 不同质量比的凝胶聚合物电解质的制备
    4.3 电纺膜的结构与性能研究
        4.3.1 SEM分析
        4.3.2 TG分析
        4.3.3 孔隙率和吸液率测试
        4.3.4 交流阻抗谱图分析
        4.3.5 机械性能测试
        4.3.6 充放电测试及分析
        4.3.7 循环性能测试及分析
        4.3.8 电化学稳定性测试分析
    4.4 结论
第5章 不同浓度的PAN/TPU/PPC基电纺膜的制备与研究
    5.1 引言
    5.2 不同浓度的凝胶聚合物电解质的制备
    5.3 电纺膜的结构与性能研究
        5.3.1 SEM分析
        5.3.2 孔隙率和吸液率测试
        5.3.3 交流阻抗谱图分析
        5.3.4 力学性能测试
        5.3.5 充放电测试及分析
        5.3.6 循环性能测试及分析
        5.3.7 电化学稳定性能的测试及分析
    5.4 结论
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
攻读硕士学位期间发表的学术论文

(5)几丁质纳米纤维基锂离子电池隔膜的制备及其性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池的介绍
        1.2.1 锂离子电池的结构和原理
        1.2.2 锂离子电池的优势
    1.3 锂离子电池隔膜研究进展
        1.3.1 锂离子隔膜的设计要求
        1.3.2 锂离子电池隔膜研究现状
    1.4 生物质纤维基锂离子电池隔膜的研究进展
        1.4.1 生物质微米纤维基锂离子电池隔膜
        1.4.2 生物质微米纤维基复合锂离子电池隔膜
        1.4.3 生物质纳米纤维基锂离子电池隔膜
        1.4.4 生物质纳米纤维基复合锂离子电池隔膜
    1.5 本论文的选题背景和研究内容
    参考文献
第二章 模板法制备几丁质纳米纤维多孔膜
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 材料来源
        2.2.2 实验方法
        2.2.3 样品表征
        2.2.4 电化学表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 材料合成与表征
        2.3.2 几丁质纳米纤维多孔膜的物理参数测试
        2.3.3 几丁质纳米纤维多孔隔膜的电化学性能
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 化学修饰法制备氰基-几丁质纳米纤维致密膜
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料来源
        3.2.2 实验方法
        3.2.3 样品表征
        3.2.4 电化学表征
        3.2.5 理论计算
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 实验设计
        3.3.2 氰基修饰几丁质纳米纤维(CCN)隔膜的制备及表征
        3.3.3 CCN隔膜中锂离子快速传输及其机理研究
        3.3.4 CCN隔膜应用于锂离子中的电化学性能
    3.4 讨论与展望
    3.5 本章小结
    参考文献
第四章 表面涂覆法制备氰基-几丁质纳米纤维/聚偏氟乙烯-六氟丙烯(CCN/PVDF-HFP)复合膜
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 材料来源
        4.2.2 实验方法
        4.2.3 样品表征
        4.2.4 电化学表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 材料合成与表征
        4.3.2 复合隔膜电化学性能
    4.4 本章小结
    4.5 展望
    参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文、研究成果和获奖情况

(6)基于NASICON型Li1+xAlxTi2-x(PO4)3复合电解质的制备及电化学性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池概述
        1.2.1 锂离子电池发展简史
        1.2.2 锂离子电池工作原理
        1.2.3 锂离子电池的基本构造
        1.2.4 锂离子电池的优缺点及其发展趋势
    1.3 锂离子电池电解质概述
        1.3.1 有机液体电解质
        1.3.2 无机固态电解质
        1.3.3 凝胶聚合物电解质
        1.3.4 无机-有机复合型电解质
    1.4 NASICON型固态电解质研究概述
        1.4.1 NASICON结构
        1.4.2 磷酸钛铝锂结构
    1.5 静电纺丝的制备方法及其简单介绍
    1.6 论文研究意义及主要内容
第2章 实验基本材料及表征方法
    2.1 实验主要试剂
    2.2 实验主要仪器
    2.3 电极的制备及电池组装
    2.4 材料物化性能的表征方法
        2.4.1 扫描电子显微镜和能谱分析
        2.4.2 X-射线衍射分析
        2.4.3 傅里叶变换红外光谱
        2.4.4 热重分析
        2.4.5 差示扫描量热法
        2.4.6 力学性能
        2.4.7 吸液率测试
    2.5 材料的电化学性能测试
        2.5.1 线性扫描伏安法
        2.5.2 交流阻抗测试
        2.5.3 恒流充放电测试
第3章 简单溶液法制备快离子导电材料Li_(1+x)Al_xTi_(2-x)(PO_4)_3
    3.1 引言
    3.2 Li_(1+x)Al_xTi_(2-x)(PO_4)_3的制备
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 不同Al掺杂浓度SEM分析
        3.3.2 不同Al掺杂浓度XRD分析
        3.3.3 不同Al掺杂浓度电导率分析
        3.3.4 不同煅烧温度SEM分析
        3.3.5 不同煅烧温度XRD分析
        3.3.6 不同煅烧温度电导率分析
        3.3.7 不同煅烧时间SEM分析
        3.3.8 不同煅烧时间XRD分析
        3.3.9 不同煅烧时间电导率分析
    3.4 本章小结
第4章 无机-有机复合电解质LATP/PVDF的制备及电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 LATP/PVDF (LP)复合电解质的制备
        4.2.2 表征和测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 SEM分析
        4.3.2 XRD分析
        4.3.3 FTIR分析
        4.3.4 TG与DSC分析
        4.3.5 吸液率测试
        4.3.6 离子电导率与活化能分析
        4.3.7 电化学稳定窗口分析
        4.3.8 界面阻抗分析
        4.3.9 充放电测试
    4.4 本章小结
第5章 静电纺丝制备新型复合聚合物电解质LATP/PAN及电化学性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 LPN的制备
        5.2.2 LPN的表征和测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 SEM分析
        5.3.2 XRD分析
        5.3.3 TG与DSC分析
        5.3.4 吸液率测试
        5.3.5 机械性能
        5.3.6 离子电导率分析
        5.3.7 线性扫描分析
        5.3.8 界面阻抗分析
        5.3.9 充放电测试
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
在学期间发表的学术论文与研究成果

(7)新型PVdF-HFP聚合物复合隔膜的制备与性能研究(论文提纲范文)

中文摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池概述
        1.2.1 电池的发展
        1.2.2 锂离子电池的组成
        1.2.3 锂离子电池的工作原理
    1.3 锂离子电池隔膜
        1.3.1 隔膜概述
        1.3.2 隔膜性能的基本要求
        1.3.3 隔膜的制备方法
        1.3.4 隔膜的分类及其改性
    1.4 课题的提出和研究内容
第二章 纳米ZnO调控的PVdF-HFP基复合隔膜的制备与研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 聚合物多孔膜的制备
        2.2.3 正极材料的制备
        2.2.4 测试与表征
    2.3 结果与讨论:
        2.3.1 不同粒径的纳米ZnO
        2.3.2 洗脱率
        2.3.3 微观形貌
        2.3.4 纳米ZnO添加量对孔隙率与吸液率影响
        2.3.5 离子电导率
        2.3.6 机械性能
        2.3.7 电池循环性能和倍率充放电性能
    2.4 结论
第三章 纳米ZnO调控的交联型聚合物隔膜的制备与研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 聚合物多孔膜的制备
        3.2.3 正极材料的制备
        3.2.4 测试与表征
    3.3 结果与讨论:
        3.3.1 微观形貌
        3.3.2 洗脱率
        3.3.3 孔隙率与吸液率
        3.3.4 离子电导率
        3.3.5 电化学稳定窗口
        3.3.6 机械性能
        3.3.7 热稳定性
        3.3.8 电池循环性能和倍率充放电性能
    3.4 结论
第四章 纤维素静电纺丝多层复合隔膜的制备及其应用
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 聚合物多孔膜的制备
        4.2.3 正极材料的制备
        4.2.4 测试与表征
    4.3 结果与讨论:
        4.3.1 表面形貌
        4.3.2 孔隙率与吸液率
        4.3.3 离子电导率
        4.3.4 界面阻抗
        4.3.5 电化学稳定窗口
        4.3.6 厚度与机械性能
        4.3.7 热稳定性
        4.3.8 电池循环性能和倍率充放电性能
    4.4 结论
第五章 结论
参考文献
攻读硕士期间撰写和发表的论文
致谢

(8)基于PVDF超级电容器纤维隔膜的制备及其电化学性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 超级电容器
        1.1.1 超级电容器介绍
        1.1.2 超级电容器的结构和分类
        1.1.3 超级电容器特点及应用
        1.1.4 超级电容器研究概况
    1.2 超级电容器隔膜概述
    1.3 隔膜材料的种类
    1.4 隔膜的制备方法
        1.4.1 湿法
        1.4.2 干法(拉伸法制孔)
        1.4.3 Bellcore法
        1.4.4 Celgard法
        1.4.5 流延法
        1.4.6 倒相法
        1.4.7 静电纺丝法
        1.4.8 隔膜的制备方法比较
    1.5 静电纺丝的概述
        1.5.1 静电纺丝原理
        1.5.2 静电纺丝的应用
        1.5.3 静电纺丝的优点
        1.5.4 同轴静电纺丝
        1.5.5 静电纺丝的影响因素
    1.6 静电纺丝法制备隔膜及改性
        1.6.1 接枝聚合的方法
        1.6.2 复合改性
        1.6.3 共混改性
        1.6.4 添加无机纳米颗粒
    1.7 本论文选题意义及设想
        1.7.1 选题意义
        1.7.2 设想
2 实验方法和原理
    2.1 实验试剂
    2.2 仪器及设备
    2.3 形貌表征
        2.3.1 扫描电子显微镜
        2.3.2 光学显微镜
        2.3.3 孔隙比表面分析仪
        2.3.4 热失重
        2.3.5 接触角
        2.3.6 吸液率
        2.3.7 循环伏安测试
        2.3.8 恒流充放电测试
        2.3.9 交流阻抗测试
        2.3.10 线性扫描
3 静电纺丝法制备PVDF纳米纤维
    3.1 引言
    3.2 实验
        3.2.1 PVDF静电纺丝纤维膜的制备
        3.2.2 PAN静电纺丝纤维膜的制备
        3.2.3 PS静电纺丝纤维膜的制备
        3.2.4 PVDF纳米纤维膜物理性能表征
        3.2.4.1 热失重
        3.3.4.2 扫描电子显微镜
        3.2.4.3 接触角
        3.2.4.4 吸液率
        3.2.5 组装
        3.2.6 电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 热失重
        3.3.2 扫描电子显微镜分析
        3.3.3 接触角
        3.3.4 吸液率
        3.3.5 电化学测试
        3.3.5.1 交流阻抗测试
        3.3.5.2 恒流充放电测试
        3.3.5.3 循环伏安测试
    3.4 小结
4 PVDF多孔纳米纤维的制备路线及其性质
    4.1 引言
    4.2 实验
        4.2.1 PVDF/PVP纳米纤维的制备
        4.2.2 PVDF/PVP多孔纳米纤维膜的制备
        4.2.3 PVDF/PVP多孔纳米纤维膜物理性能表征
        4.2.3.1 扫描电子显微镜
        4.2.3.2 光学显微镜测试
        4.2.3.3 孔隙比表面积分析仪
        4.2.3.4 接触角
        4.2.3.5 吸液率
        4.2.4 电容器的组装
        4.2.5 电化学测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 扫描电子显微镜分析
        4.3.2 光学显微镜分析
        4.3.3 孔隙比表面积分析
        4.3.4 接触角
        4.3.5 吸液率
        4.3.6 电化学测试
        4.3.6.1 交流阻抗测试
        4.3.6.2 恒流充放电测试
        4.3.6.3 循环伏安测试
        4.3.6.4 线性扫描
    4.4 小结
5 PVDF中空多孔纳米纤维隔膜的制备
    5.1 引言
    5.2 实验
        5.2.1 PVDF纳米纤维的制备
        5.2.2 PVDF中空多孔纳米纤维的制备
        5.2.3 PVDF中空多孔纳米纤维膜物理性能表征
        5.2.3.1 扫描电子显微镜
        5.2.3.2 空隙比表面积分析仪
        5.2.3.3 接触角
        5.2.3.4 吸液率
        5.2.4 电容器的组装
        5.2.5 电化学测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 扫描电子显微镜分析
        5.3.2 孔隙比表面积分析
        5.3.3 接触角
        5.3.4 吸液率
        5.3.5 电化学测试
        5.3.5.1 交流阻抗测试
        5.3.5.2 恒流充放电测试
        5.3.5.3 循环伏安测试
        5.3.5.4 线性扫描
    5.4 本章小结
6 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间主要研究成果

(9)锂离子电池复合型多孔聚合物电解质的制备及其性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 锂离子电池简介
        1.1.1 锂离子电池的发展概况
        1.1.2 锂离子电池的工作原理
        1.1.3 锂离子电池的结构体系
    1.2 锂离子电池的电解质体系
        1.2.1 液体电解质和隔膜
        1.2.2 电解质锂盐
        1.2.3 无机固体电解质
        1.2.4 聚合物电解质
    1.3 多孔聚合物电解质
        1.3.1 多孔聚合物电解质的制备方法
        1.3.2 多孔聚合物电解质的改性方法
        1.3.3 多孔聚合物电解质的性能评价
        1.3.4 多孔聚合物电解质的发展展望
    1.4 课题的研究内容与目的
2 实验部分
    2.1 实验药品与仪器
    2.2 聚合物多孔膜与电解质的制备
        2.2.1 非溶剂挥发法制备聚合物多孔膜
        2.2.2 超临界CO_2诱导相分离法制备聚合物多孔膜
        2.2.3 聚合物电解质的制备
        2.2.4 电极的制备
        2.2.5 电池的组装
    2.3 聚合物多孔膜的表征
        2.3.1 膜的孔隙率测定
        2.3.2 膜的形貌分析(SEM)
        2.3.3 X射线衍射分析(XRD)
        2.3.4 膜的热性能测试(TGA,DSC)
        2.3.5 膜的力学性能测试
    2.4 聚合物电解质的表征
        2.4.1 膜的吸液率测定
        2.4.2 离子电导率测试
        2.4.3 电化学稳定窗口测试(CV)
        2.4.4 电池充放电性能测试
3 非溶剂挥发法制备复合多孔聚合物电解质
    3.1 引言
    3.2 干燥温度对膜的影响研究
        3.2.1 微观形貌的影响
        3.2.2 结晶度的影响
        3.2.3 孔隙率和吸液率的影响
        3.2.4 力学性能的影响
        3.2.5 电导率的影响
        3.2.6 小结
    3.3 非溶剂用量对膜的影响研究
        3.3.1 微观形貌的影响
        3.3.2 孔隙率和吸液率的影响
        3.3.3 力学性能的影响
        3.3.4 电导率的影响
        3.3.5 电化学窗口表征
        3.3.6 电池性能表征
        3.3.7 小结
    3.4 共混PMMA对膜的影响研究
        3.4.1 微观形貌的影响
        3.4.2 结晶度的影响
        3.4.3 吸液率的影响
        3.4.4 热稳定性的影响
        3.4.5 力学性能的影响
        3.4.6 电导率的影响
        3.4.7 电化学窗口表征
        3.4.8 电池性能表征
        3.4.9 小结
    3.5 纳米TiO_2添加对膜的影响研究
        3.5.1 微观形貌的影响
        3.5.2 结晶度的影响
        3.5.3 吸液率的影响
        3.5.4 热稳定性的影响
        3.5.5 力学性能的影响
        3.5.6 电导率的影响
        3.5.7 电化学窗口表征
        3.5.8 电池性能表征
        3.5.9 小结
    3.6 本章小结
4 超临界CO_2诱导相分离法制备复合多孔聚合物电解质
    4.1 引言
    4.2 压力对膜的影响研究
        4.2.1 微观形貌的影响
        4.2.2 孔隙率和吸液率的影响
        4.2.3 力学性能的影响
        4.2.4 电导率的影响
        4.2.5 小结
    4.3 温度对膜的影响研究
        4.3.1 微观形貌的影响
        4.3.2 孔隙率和吸液率的影响
        4.3.3 力学性能的影响
        4.3.4 电导率的影响
        4.3.5 小结
    4.4 浓度对膜的影响研究
        4.4.1 微观形貌的影响
        4.4.2 孔隙率和吸液率的影响
        4.4.3 力学性能的影响
        4.4.4 电导率的影响
        4.4.5 小结
    4.5 纳米TiO_2添加对膜的影响研究
        4.5.1 微观形貌的影响
        4.5.2 结晶度的影响
        4.5.3 孔隙率和吸液率的影响
        4.5.4 热稳定性的影响
        4.5.5 力学性能的影响
        4.5.6 电导率的影响
        4.5.7 电化学窗口表征
        4.5.8 电池性能表征
        4.5.9 小结
    4.6 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(10)非溶剂致相分离法制备新型PVDF/HDPE锂离子电池隔膜及其改性(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 锂离子电池隔膜研究概述
        1.1.1 锂离子电池隔膜的基本要求
        1.1.2 锂离子电池隔膜的种类
    1.2 锂离子电池隔膜的制备方法
        1.2.1 熔融拉伸法
        1.2.2 非溶剂致相分离法(NIPS)
        1.2.3 热致相分离法(TIPS)
        1.2.4 静电纺丝法
    1.3 锂离子电池隔膜的研究现状
        1.3.1 隔膜体系研究
        1.3.1.1 聚烯烃膜及其改性
        1.3.1.2 PVDF及其共聚物聚合物隔膜
        1.3.1.3 其他基体聚合物隔膜
        1.3.1.4 无机隔膜
        1.3.2 添加剂
        1.3.3 机理模型研究
        1.3.3.1 热力学研究-三元相图
        1.3.3.2 传质动力学研究
        1.3.3.3 结晶性聚合物
        1.3.4 隔膜发展趋势
    1.4 本课题的研究目的及研究内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
2 实验部分
    2.1 实验试剂及设备
        2.1.1 实验用主要试剂
        2.1.2 实验用主要仪器
    2.2 聚合物隔膜制备及其改性方法
        2.2.1 HDPE颗粒的制备与表征
        2.2.2 聚合物隔膜的制备
    2.3 测试内容及方法
        2.3.1 膜表面形貌
        2.3.2 X射线衍射图谱
        2.3.3 热重分析
        2.3.4 吸液率
        2.3.5 交流阻抗
        2.3.6 离子电导率
        2.3.7 孔隙率及曲折度
        2.3.8 电化学稳定窗口
        2.3.9 电池组装及性能测试
3 PVDF隔膜的制备及性能测试
    3.1 引言
    3.2 PVP浓度对隔膜形貌和性能的影响
        3.2.1 PVP浓度对隔膜形貌的影响
        3.2.2 PVP浓度对隔膜吸液率的影响
        3.2.3 PVP浓度对隔膜电导率的影响
        3.2.4 PVP浓度对隔膜稳定窗口的影响
        3.2.5 PVP浓度对隔膜电池性能的影响
    3.3 聚合物(PVDF)浓度对隔膜形貌和性能的影响
        3.3.1 聚合物(PVDF)浓度对隔膜形貌的影响
        3.3.2 聚合物(PVDF)浓度对隔膜吸液率的影响
        3.3.3 聚合物(PVDF)浓度对隔膜电导率的影响
        3.3.4 聚合物(PVDF)浓度对隔膜稳定窗口的影响
        3.3.5 聚合物(PVDF)浓度对隔膜电池性能的影响
    3.4 HDPE添加量对隔膜形貌和性能的影响
        3.4.1 HDPE添加量对隔膜形貌的影响
        3.4.2 HDPE添加量对隔膜吸液率的影响
        3.4.3 HDPE添加量对隔膜电导率的影响
        3.4.4 HDPE添加量对隔膜XRD图谱的影响
        3.4.5 HDPE添加量对隔膜稳定窗口的影响
        3.4.6 HDPE添加量对隔膜电池性能的影响
    3.5 本章小结
4 PVDF/HDPE无机颗粒改性膜的制备及性能测试
    4.1 引言
    4.2 SiO_2对隔膜形貌和性能的影响
        4.2.1 SiO_2添加量对隔膜形貌的影响
        4.2.2 SiO_2添加量对隔膜吸液率的影响
        4.2.3 SiO_2添加量对隔膜电导率的影响
        4.2.4 SiO_2添加量对隔膜稳定窗口的影响
        4.2.5 SiO_2添加量对隔膜电池性能的影响
    4.3 氧化铝对隔膜形貌和性能的影响
        4.3.1 Al_2O_3添加量对隔膜形貌的影响
        4.3.2 Al_2O_3添加量对隔膜吸液率的影响
        4.3.3 Al_2O_3添加量对隔膜电导率的影响
        4.3.4 Al_2O_3添加量对隔膜稳定窗口的影响
        4.3.5 Al_2O_3添加量对隔膜热稳定性的影响
        4.3.6 Al_2O_3添加量对隔膜电池性能的影响
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读学位期间主要的研究成果目录
致谢

四、用PAN作造孔剂制备聚合物锂离子电池隔膜(论文参考文献)

  • [1]凝胶聚合物电解质的制备与性能研究[D]. 吴宽. 武汉理工大学, 2020(08)
  • [2]纤维素/尼龙6锂电池隔膜的改性制备与性能调控[D]. 王爱艾. 曲阜师范大学, 2020
  • [3]锂离子电池耐高温PVDF-HFP基复合隔膜的制备与性能研究[D]. 李玲. 湘潭大学, 2019(02)
  • [4]锂离子电池用PAN/TPU/PPC三元凝胶聚合物电解质的制备与研究[D]. 徐疆兰. 湘潭大学, 2019(02)
  • [5]几丁质纳米纤维基锂离子电池隔膜的制备及其性能研究[D]. 张天文. 中国科学技术大学, 2019(08)
  • [6]基于NASICON型Li1+xAlxTi2-x(PO4)3复合电解质的制备及电化学性能研究[D]. 史晓娟. 湘潭大学, 2018(03)
  • [7]新型PVdF-HFP聚合物复合隔膜的制备与性能研究[D]. 顾陆铭. 苏州大学, 2018(01)
  • [8]基于PVDF超级电容器纤维隔膜的制备及其电化学性能研究[D]. 任雪. 渤海大学, 2016(05)
  • [9]锂离子电池复合型多孔聚合物电解质的制备及其性能研究[D]. 冯铁柱. 大连理工大学, 2016(03)
  • [10]非溶剂致相分离法制备新型PVDF/HDPE锂离子电池隔膜及其改性[D]. 刘海翔. 中南大学, 2013(06)

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PAN为造孔剂制备聚合物锂离子电池隔膜
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