發(fā)布時間：2021-07-30 10:27

　　鋰離子電池由于其充放電效率高、能量密度高、循環(huán)壽命長、充電速度快和低污染等優(yōu)點,廣泛用于許多便攜式電子設(shè)備的供電,包括筆記本電腦、數(shù)碼相機、手機等。鋰離子電池隔膜是鋰離子電池安全的一個關(guān)鍵要素,具有分隔電池正極和負極,同時允許鋰離子自由通過的重要功能。電池隔膜性能直接影響電池放電速率、循環(huán)時間和安全特性。傳統(tǒng)的聚烯烴（聚乙烯或聚丙烯）類隔膜具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性、適宜的厚度和機械強度,廣泛用作鋰離子電池隔膜。但是,隨著高性能鋰電池的普及,聚烯烴類隔膜暴露出熱穩(wěn)定性差等缺點。而熱穩(wěn)定性好、可再生的紙基鋰離子電池隔膜不斷受到研究者的青睞。本論文以漂白硫酸鹽針葉木漿（NBSK）和芳砜綸（PSA）為主要原料制備紙基鋰離子電池隔膜。首先討論了 NBSK纖維打漿度和NBSK與PSA纖維配比對電池隔膜基本性能的影響。實驗發(fā)現(xiàn),NBSK纖維的打漿作用促進了紙基隔膜強度的提升,同時紙基隔膜的孔徑變小,透氣度降低。同時NBSK纖維所賦予紙基隔膜優(yōu)越的電解液吸液性能優(yōu)于商業(yè)隔膜。PSA纖維的加入更加促進了紙基隔膜均勻孔隙結(jié)構(gòu)的形成,進一步減小了紙基隔膜孔徑,降低透氣度,同時大幅增加了電解液吸液率。經(jīng)綜合對比... 

【文章來源】：天津科技大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－丨鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域示意圖??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｆｉｅｌｄｓ?ｏｆ?ＬＩＢ??

括筆記本電腦、數(shù)碼相機、手機和其他設(shè)備Ｗ。同時，由于鋰離子無記憶效應(yīng)，循??環(huán)壽命長，它的應(yīng)用正向電池電動工具、可移動設(shè)備以及交通運輸市場擴展，比如??用于電動車、不間斷電源（ＵＰＳ）、可移動醫(yī)療設(shè)備等大型電源的儲能裝置［４１（圖１－１）。??鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域??地機器人?？?ｖ：：?｜?ＵＰＳ??ＪＵ??平板電脈丨＾卞?電動滑板車＇?除草機??圖１－丨鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域示意圖??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｆｉｅｌｄｓ?ｏｆ?ＬＩＢ??鋰離子電池相比其他電池，具有體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，工作電壓穩(wěn)定等??優(yōu)點［５１。在其傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，鋰離子電池包含石墨負極（例如中間相碳微珠，ＭＢ），??由鋰金屬氧化物（例如ＬｉＭ０２、０（：〇０２等）形成的正極，由鋰鹽溶液（例如ＬｉＰＦ６）??溶于混合有機溶劑（如碳酸乙烯酯－碳酸二甲酯，ＥＣ－ＤＭＣ）形成的電解液，還有嵌??在正負極之間的電池隔膜［６＇７１。圖１－２顯示了典型的鋰離子電池結(jié)構(gòu)｜８１。在通常的情??況下，這些電池基于ＥＣ－ＤＭＣ／ＬｉＭ〇ｄｎＣ／ＬｉＰＦ６電解液和電極的組合，發(fā)１：以Ｋ充??放電反應(yīng)：??ｙＣ?＋?ＬｉＭ０２—＞ＬｉｘＣｙ＋Ｌｉ，ｉ．ｘ＞Ｍ０２?（ｘ—０．５，ｙ?＝?６，丨慨?３．７?Ｖ）?（１－１）??此過程涉及在兩個屯極之Ｎ４逆地轉(zhuǎn)移鋰離子

負極?正極??圖１－２鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＬＩＢ??隔膜是鋰離子電池的關(guān)鍵部件，它是正極和負極之間的物理屏障。高質(zhì)量隔膜??應(yīng)具有以下特性：高的尺寸和熱穩(wěn)定性，高的化學(xué)穩(wěn)定性，良好的潤濕性，高機械??強度和適當(dāng)?shù)目紫堵剩郏�，｜（）１�??１．２鋰離子電池隔膜??１．２．１鋰離子電池隔膜的性能要求??鋰離子電池隔膜是置于鋰離子電池正負極之間的一種多孔薄膜。離子可以自由??通過，同時又能防止正負極短路。作為鋰離子電池隔膜的材料有無紡布、泡沫材料、??離子交換膜和聚合物材料等｜ｎ］。隨著電池技術(shù)的進步，對隔膜功能的要求也變得越??來越苛刻和復(fù)雜。??鋰離子電池隔膜是鋰離子電池安全的重要保障。因為隔膜在電池中起著至關(guān)重??要的作用。屯池隔膜在電池使用中的主要功能是［｜２］：?（１）保持正極和負極的隔開，??防止電池在正極和負極之間形成內(nèi)部短路，保證電池的安全。（２）為電解液的離子??傳導(dǎo)提供一個多孔結(jié)構(gòu)的通道

【參考文獻】：
期刊論文
[1]芳砜綸纖維/聚四氟乙烯復(fù)合材料的性能[J]. 劉立起,王旭,謝旺,俞鳴明,方琳,李紅,楊敏,肖依,任慕蘇,孫晉良.  上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(02)
[2]納米纖維素與木漿混抄制備鋰離子電池隔膜的性能研究[J]. 毛慧敏,陸趙情,何志斌,李雙曉,童樹華.  中國造紙. 2016(10)
[3]高性能纖維素基復(fù)合鋰離子電池隔膜研究進展[J]. 劉志宏,柴敬超,張建軍,崔光磊.  高分子學(xué)報. 2015(11)
[4]纖維素在鋰離子電池隔膜中的應(yīng)用[J]. 遲婷玉,賀磊,陳宗明,吳立群.  電池工業(yè). 2014(04)
[5]鋰離子電池隔膜研究與發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 曹勝先.  塑料科技. 2013(08)

博士論文
[1]基于宣紙的鋰離子電池關(guān)鍵材料制備及表征[D]. 張臨超.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[2]多孔無機膜的制備及其作為鋰離子電池隔膜的研究[D]. 陳靜娟.華南理工大學(xué) 2013

碩士論文
[1]鋰離子電池隔膜用多級結(jié)構(gòu)納米纖維膜的制備及研究[D]. 夏明.武漢紡織大學(xué) 2015
[2]高熱穩(wěn)定性鋰電池復(fù)合隔膜的制備及表征[D]. 熊明.武漢理工大學(xué) 2014
[3]基于芳砜綸材料的高安全性鋰離子電池隔膜的研究[D]. 岳麗萍.青島科技大學(xué) 2014
[4]紙基鋰離子電池隔膜材料研究[D]. 申飛艷.長沙理工大學(xué) 2013
[5]濕法無紡布型鋰離子電池隔膜材料的研究[D]. 陳繼偉.華南理工大學(xué) 2009



本文編號：3311238