電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜的制備與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-21 08:17
鋰離子電池具有無記憶效應(yīng)、能量密度高、工作電壓高、使用壽命長(zhǎng)及綠色環(huán)保無污染等優(yōu)點(diǎn),成為各類電子產(chǎn)品的主力電源。新能源汽車的逐漸普及,為鋰離子電池提供了廣闊的發(fā)展空間,同時(shí)也對(duì)其提出了更高的要求,隔膜成為制約其快速發(fā)展的瓶頸。靜電紡絲作為一種最為簡(jiǎn)便的納米纖維制備方法,得到了廣泛的研究,通過這種方法制備的納米纖維薄膜具有比表面積大、孔隙率高、孔徑較小等優(yōu)點(diǎn),由于原料的可選性較大,且具有吸液率大,孔徑適宜的優(yōu)勢(shì),靜電紡絲薄膜在鋰離子電池隔膜上的應(yīng)用得到了廣泛的研究。本文采用靜電紡絲方法以制備聚偏氟乙烯(PVDF)與聚醚酰亞胺(PEI)復(fù)合纖維薄膜,探討了二元混合溶劑N,N-二甲基甲酰胺(DMF)與四氫呋喃(THF)不同配比、二元混合溶質(zhì)PVDF與PEI不同配比、不同后處理溫度對(duì)靜電紡PVDF/PEI復(fù)合納米纖維薄膜性能的影響。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉紅外光譜(FTIR)、X射線衍射譜(XRD)、差示掃描量熱法(DSC)、熱失重法(TG)、線性掃描伏安法(LSV)、交流阻抗法(EIS)等表征手段對(duì)纖維膜的形貌、結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度、電化學(xué)穩(wěn)定窗口、離子電導(dǎo)率等性能進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明:...
【文章來源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 鋰離子電池隔膜概述
1.2.1 鋰離子電池工作原理
1.2.2 鋰離子電池對(duì)隔膜的要求
1.3 靜電紡絲技術(shù)及其在隔膜制備方面的研究進(jìn)展
1.3.1 靜電紡絲技術(shù)概述
1.3.2 靜電紡絲制備鋰離子電池隔膜研究現(xiàn)狀
1.4 課題來源以及研究思路與內(nèi)容
1.4.1 課題來源
1.4.2 課題研究思路
1.4.3 課題研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備
2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.2 PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜的制備
2.2.1 紡絲溶液的配制
2.2.2 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜的制備
2.3 測(cè)試與表征
2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)表征
2.3.2 紅外光譜(FT-IR)表征
2.3.3 X射線衍射(XRD)分析
2.3.4 熱性能分析
2.3.5 力學(xué)性能測(cè)試
2.3.6 鐵電性能測(cè)試
2.3.7 吸液率測(cè)試
2.3.8 電化學(xué)性能測(cè)試
2.4 本章小結(jié)
第3章 不同溶劑配比對(duì)靜電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜性能影響
3.1 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維形貌表征
3.2 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜紅外光譜結(jié)構(gòu)表征
3.3 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜XRD表征
3.4 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜鐵電性能測(cè)試
3.5 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜DSC測(cè)試分析
3.6 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜力學(xué)性能分析
3.7 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜吸液率測(cè)試分析
3.8 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜電化學(xué)穩(wěn)定性分析
3.9 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜離子電導(dǎo)率測(cè)試分析
3.10 本章小結(jié)
第4章 不同溶質(zhì)配比對(duì)靜電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜性能影響
4.1 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維形貌分析
4.2 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜FT-IR分析
4.3 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜XRD分析
4.4 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜DSC表征
4.5 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜TG測(cè)試分析
4.6 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜耐熱收縮性能表征
4.7 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜力學(xué)性能影響
4.8 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜吸液率以及浸潤(rùn)性測(cè)試分析
4.9 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜離子電化學(xué)穩(wěn)定性分析
4.10 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜離子電導(dǎo)率
4.11 本章小結(jié)
第5章 不同后處理溫度對(duì)靜電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜結(jié)晶結(jié)構(gòu)影響
5.1 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維形貌分析
5.2 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜XRD表征
5.3 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜紅外光譜結(jié)構(gòu)表征
5.4 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜鐵電性能測(cè)試
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與專利
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]PAN-PVDF復(fù)合增強(qiáng)靜電紡鋰離子電池隔膜[J]. 漆東岳,劉延波,馬營(yíng),肖友華,宋國(guó)文. 電源技術(shù). 2014(12)
[2]靜電紡絲在增強(qiáng)鋰離子電池隔膜中的應(yīng)用[J]. 柯鵬,焦曉寧. 產(chǎn)業(yè)用紡織品. 2014(11)
[3]靜電紡絲技術(shù)在鋰離子動(dòng)力電池中的應(yīng)用[J]. 龔雪,楊金龍,姜玉林,木士春. 化學(xué)進(jìn)展. 2014(01)
[4]聚偏氟乙烯結(jié)晶結(jié)構(gòu)及其β相制備方法的研究[J]. 梁爽,鄭茂梅,孫平,汪忠興,朱基亮. 壓電與聲光. 2013(05)
[5]靜電紡絲復(fù)合納米纖維研究進(jìn)展[J]. 李巖,周治南,仇天寶. 高分子材料科學(xué)與工程. 2012(10)
[6]鋰離子電池安全技術(shù)綜述[J]. 彭琦,劉群興,葉耀良. 電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn). 2012(02)
[7]靜電紡絲技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展前景[J]. 邵浩,張學(xué)斌,劉莎莎,丁云飛,許杰,陳凡燕. 廣州化工. 2011(02)
[8]靜電紡絲技術(shù)及其在水處理中的應(yīng)用[J]. 魏詩輝,李風(fēng)亭,李風(fēng)亭,張冰如. 水處理技術(shù). 2009(10)
[9]聚偏氟乙烯電極化的動(dòng)力學(xué)相變和鐵電性[J]. 葉蕓,郭太良,蔣亞東. 材料研究學(xué)報(bào). 2009(02)
[10]靜電紡絲的技術(shù)進(jìn)展[J]. 王德誠(chéng). 合成纖維工業(yè). 2009(02)
博士論文
[1]PAMPSLi基電紡纖維聚合物電解質(zhì)的制備與性能研究[D]. 崔巍巍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]聚偏氟乙烯薄膜及超薄膜的制備及特性研究[D]. 葉蕓.電子科技大學(xué) 2007
碩士論文
[1]PVDF基復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)的制備及其性能研究[D]. 邢玉金.江蘇科技大學(xué) 2014
[2]納米二氧化硅纖維的制備及其對(duì)聚偏二氟乙烯結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響[D]. 任彥彥.北京化工大學(xué) 2013
[3]基于靜電紡絲法的PVDF基鋰離子電池隔膜的制備與表征[D]. 程司辰.東華大學(xué) 2013
[4]電紡法制備PVDF及其復(fù)合纖維膜用于鋰離子電池隔膜研究[D]. 張占磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[5]靜電紡絲法制備無機(jī)改性鋰離子電池隔膜[D]. 韓領(lǐng).大連理工大學(xué) 2012
[6]靜電紡聚偏氟乙烯原位復(fù)合隔膜的研究[D]. 蔣淑冬.江南大學(xué) 2011
[7]聚醚酰亞胺(PEI)的聚合與紡絲[D]. 封華.東華大學(xué) 2007
本文編號(hào):3509124
【文章來源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 鋰離子電池隔膜概述
1.2.1 鋰離子電池工作原理
1.2.2 鋰離子電池對(duì)隔膜的要求
1.3 靜電紡絲技術(shù)及其在隔膜制備方面的研究進(jìn)展
1.3.1 靜電紡絲技術(shù)概述
1.3.2 靜電紡絲制備鋰離子電池隔膜研究現(xiàn)狀
1.4 課題來源以及研究思路與內(nèi)容
1.4.1 課題來源
1.4.2 課題研究思路
1.4.3 課題研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備
2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.2 PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜的制備
2.2.1 紡絲溶液的配制
2.2.2 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜的制備
2.3 測(cè)試與表征
2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)表征
2.3.2 紅外光譜(FT-IR)表征
2.3.3 X射線衍射(XRD)分析
2.3.4 熱性能分析
2.3.5 力學(xué)性能測(cè)試
2.3.6 鐵電性能測(cè)試
2.3.7 吸液率測(cè)試
2.3.8 電化學(xué)性能測(cè)試
2.4 本章小結(jié)
第3章 不同溶劑配比對(duì)靜電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜性能影響
3.1 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維形貌表征
3.2 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜紅外光譜結(jié)構(gòu)表征
3.3 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜XRD表征
3.4 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜鐵電性能測(cè)試
3.5 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜DSC測(cè)試分析
3.6 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜力學(xué)性能分析
3.7 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜吸液率測(cè)試分析
3.8 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜電化學(xué)穩(wěn)定性分析
3.9 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜離子電導(dǎo)率測(cè)試分析
3.10 本章小結(jié)
第4章 不同溶質(zhì)配比對(duì)靜電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜性能影響
4.1 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維形貌分析
4.2 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜FT-IR分析
4.3 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜XRD分析
4.4 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜DSC表征
4.5 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜TG測(cè)試分析
4.6 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜耐熱收縮性能表征
4.7 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜力學(xué)性能影響
4.8 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜吸液率以及浸潤(rùn)性測(cè)試分析
4.9 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜離子電化學(xué)穩(wěn)定性分析
4.10 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜離子電導(dǎo)率
4.11 本章小結(jié)
第5章 不同后處理溫度對(duì)靜電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜結(jié)晶結(jié)構(gòu)影響
5.1 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維形貌分析
5.2 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜XRD表征
5.3 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜紅外光譜結(jié)構(gòu)表征
5.4 電紡PVDF/PEI復(fù)合纖維薄膜鐵電性能測(cè)試
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與專利
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]PAN-PVDF復(fù)合增強(qiáng)靜電紡鋰離子電池隔膜[J]. 漆東岳,劉延波,馬營(yíng),肖友華,宋國(guó)文. 電源技術(shù). 2014(12)
[2]靜電紡絲在增強(qiáng)鋰離子電池隔膜中的應(yīng)用[J]. 柯鵬,焦曉寧. 產(chǎn)業(yè)用紡織品. 2014(11)
[3]靜電紡絲技術(shù)在鋰離子動(dòng)力電池中的應(yīng)用[J]. 龔雪,楊金龍,姜玉林,木士春. 化學(xué)進(jìn)展. 2014(01)
[4]聚偏氟乙烯結(jié)晶結(jié)構(gòu)及其β相制備方法的研究[J]. 梁爽,鄭茂梅,孫平,汪忠興,朱基亮. 壓電與聲光. 2013(05)
[5]靜電紡絲復(fù)合納米纖維研究進(jìn)展[J]. 李巖,周治南,仇天寶. 高分子材料科學(xué)與工程. 2012(10)
[6]鋰離子電池安全技術(shù)綜述[J]. 彭琦,劉群興,葉耀良. 電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn). 2012(02)
[7]靜電紡絲技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展前景[J]. 邵浩,張學(xué)斌,劉莎莎,丁云飛,許杰,陳凡燕. 廣州化工. 2011(02)
[8]靜電紡絲技術(shù)及其在水處理中的應(yīng)用[J]. 魏詩輝,李風(fēng)亭,李風(fēng)亭,張冰如. 水處理技術(shù). 2009(10)
[9]聚偏氟乙烯電極化的動(dòng)力學(xué)相變和鐵電性[J]. 葉蕓,郭太良,蔣亞東. 材料研究學(xué)報(bào). 2009(02)
[10]靜電紡絲的技術(shù)進(jìn)展[J]. 王德誠(chéng). 合成纖維工業(yè). 2009(02)
博士論文
[1]PAMPSLi基電紡纖維聚合物電解質(zhì)的制備與性能研究[D]. 崔巍巍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]聚偏氟乙烯薄膜及超薄膜的制備及特性研究[D]. 葉蕓.電子科技大學(xué) 2007
碩士論文
[1]PVDF基復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)的制備及其性能研究[D]. 邢玉金.江蘇科技大學(xué) 2014
[2]納米二氧化硅纖維的制備及其對(duì)聚偏二氟乙烯結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響[D]. 任彥彥.北京化工大學(xué) 2013
[3]基于靜電紡絲法的PVDF基鋰離子電池隔膜的制備與表征[D]. 程司辰.東華大學(xué) 2013
[4]電紡法制備PVDF及其復(fù)合纖維膜用于鋰離子電池隔膜研究[D]. 張占磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[5]靜電紡絲法制備無機(jī)改性鋰離子電池隔膜[D]. 韓領(lǐng).大連理工大學(xué) 2012
[6]靜電紡聚偏氟乙烯原位復(fù)合隔膜的研究[D]. 蔣淑冬.江南大學(xué) 2011
[7]聚醚酰亞胺(PEI)的聚合與紡絲[D]. 封華.東華大學(xué) 2007
本文編號(hào):3509124
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