鋰離子電池具有工作電壓高、能量密度高、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn),是一種很有發(fā)展前景的儲(chǔ)能應(yīng)用電源。然而,用于制造鋰離子電池的傳統(tǒng)材料固有的安全和效率問題限制了它們的進(jìn)一步應(yīng)用。隔膜是鋰離子電池的核心部件,它不僅為鋰離子遷移提供微孔通道,而且通過切斷正極和負(fù)極,起到防止短路的關(guān)鍵作用。目前商用的鋰離子電池隔膜是由聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）等聚烯烴制成的。然而,傳統(tǒng)聚烯烴隔膜受到表面能的限制導(dǎo)致電解液的潤濕性和滯留性較差。此外,當(dāng)工作溫度過高時(shí),隔膜可能被損壞,并造成短路,引起鋰離子電池爆炸,隔膜的熱穩(wěn)定性差和對電解液浸潤性不足嚴(yán)重影響鋰離子電池的安全性能和電化學(xué)性能。在解決方法中,陶瓷復(fù)合層的引入由于其防止隔膜熱收縮和提高電解液潤濕性的優(yōu)勢而得到了大量的研究。本論文采用表面能較高的納米二氧化硅（SiO₂）無機(jī)粒子和聚乙烯醇（PVA）作為粘結(jié)劑組成的涂覆液對商品化的PE隔膜涂覆改性,并在此基礎(chǔ)上加入鋰鹽和CNT進(jìn)行復(fù)合,以期得到更好的綜合性能。本論文首先以4%的PVA水溶液作為粘結(jié)劑,受到混凝土“沙石”結(jié)構(gòu)的啟發(fā),將不同比例的微米SiO₂和納米SiO... 

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰電池的概述
        1.2.1 鋰電池的組成
        1.2.2 鋰電池的工作原理
    1.3 鋰電池隔膜的分類
        1.3.1 微孔聚烯烴隔膜
        1.3.2 無紡布隔膜
        1.3.3 靜電紡絲隔膜
    1.4 鋰離子電池隔膜的基本性能要求
        1.4.1 機(jī)械性能
        1.4.2 熱穩(wěn)定性能
        1.4.3 電解液浸潤性能
    1.5 聚烯烴隔膜改性方法
        1.5.1 多層聚烯烴隔膜
        1.5.2 官能團(tuán)接枝改性聚烯烴隔膜
        1.5.3 納米粒子改性聚烯烴隔膜
    1.6 納米粒子改性聚烯烴隔膜的國內(nèi)外研究概述
    1.7 本課題的研究內(nèi)容
第2章 微納硅粒子增強(qiáng)PE鋰電池隔膜的應(yīng)用研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 實(shí)驗(yàn)過程
        2.3.1 PE/MSiO_2 復(fù)合隔膜涂覆液的制備
        2.3.2 PE/MSiO_2 復(fù)合隔膜的制備
    2.4 PE/MSiO_2 復(fù)合隔膜的性能測試[22-26]
        2.4.1 吸液率和孔隙率測試
        2.4.2 接觸角測試
        2.4.3 掃描電鏡
        2.4.4 熱穩(wěn)定性測試
        2.4.5 力學(xué)性能測試
        2.4.6 離子電導(dǎo)率測試
        2.4.7 交流阻抗測試
        2.4.8 電性能測試
    2.5 結(jié)果與討論
        2.5.1 SiO_2復(fù)合隔膜的吸液率和孔隙率
        2.5.2 SiO_2復(fù)合隔膜的形貌分析
        2.5.3 SiO_2復(fù)合隔膜的電解液靜態(tài)接觸角
        2.5.4 SiO_2復(fù)合隔膜的熱性能
        2.5.5 SiO_2復(fù)合隔膜的力學(xué)性能
        2.5.6 SiO_2復(fù)合隔膜的離子電導(dǎo)率
        2.5.7 SiO_2復(fù)合隔膜的交流阻抗
        2.5.8 SiO_2復(fù)合隔膜的電化學(xué)性能
    2.6 本章小結(jié)
第3章 鋰鹽/SiO_2增強(qiáng)PE復(fù)合隔膜的應(yīng)用研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    3.3 PE/LSiO_2 復(fù)合隔膜的制備
        3.3.1 PE隔膜的鋰鹽/乙醇溶液預(yù)處理
        3.3.2 PE/LSiO_2 復(fù)合隔膜涂覆液的制備
        3.3.3 PE/LSiO_2 復(fù)合隔膜的制備
    3.4 PE/LSiO_2 復(fù)合隔膜性能測試
    3.5 結(jié)果與討論
        3.5.1 PE/LSiO_2 復(fù)合隔膜的吸液率和孔隙率
        3.5.2 PE/LSiO_2復(fù)合隔膜形貌分析
        3.5.3 PE/LSiO_2 復(fù)合隔膜的電解液靜態(tài)接觸角
        3.5.4 PE/LSiO_2 復(fù)合隔膜的熱性能
        3.5.5 PE/LSiO_2 復(fù)合隔膜的力學(xué)性能
        3.5.6 PE/LSiO_2 復(fù)合隔膜的離子電導(dǎo)率
        3.5.7 PE/LSiO_2 復(fù)合隔膜的交流阻抗
        3.5.8 PE/LSiO_2 復(fù)合隔膜的電性能
    3.6 本章小結(jié)
第4章 CNT/SiO_2 增強(qiáng)PE復(fù)合隔膜的應(yīng)用研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    4.3 實(shí)驗(yàn)過程
        4.3.1 PE/SiO_2CNT復(fù)合隔膜涂覆液的制備
        4.3.2 PE/SiO_2CNT復(fù)合隔膜的制備
    4.4 PE/SiO_2CNT復(fù)合隔膜的性能測試
    4.5 結(jié)果與討論
        4.5.1 PE/SiO_2CNT復(fù)合隔膜的吸液率和孔隙率
        4.5.2 PE/SiO_2CNT復(fù)合隔膜的形貌分析
        4.5.3 PE/SiO_2CNT復(fù)合隔膜的電解液靜態(tài)接觸角
        4.5.4 PE/SiO_2CNT復(fù)合隔膜的熱性能
        4.5.5 PE/SiO_2CNT復(fù)合隔膜的力學(xué)性能
        4.5.6 PE/SiO_2CNT復(fù)合隔膜的離子電導(dǎo)率
        4.5.7 PE/SiO_2CNT復(fù)合隔膜的交流阻抗
        4.5.8 PE/SiO_2CNT復(fù)合隔膜的電化池性能
    4.6 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡介
攻讀碩士學(xué)位期間研究成果



本文編號(hào)：3684163