鋰離子電池作為新型的儲能系統(tǒng)因其高能量密度、體積能量比、長循環(huán)壽命、工作電壓高等優(yōu)點(diǎn),成為了近年來的研究熱點(diǎn),而隔膜作為鋰離子電池中重要組成部分之一,在鋰離子安全性能中起著至關(guān)重要的作用。因此,研發(fā)耐熱且阻燃的安全性隔膜是鋰離子電池研究的重點(diǎn)之一。本文從鋰電池的安全性能出發(fā),使用聚芳砜酰胺(PSA)和疏水性的二氧化硅(SiO₂)作為基底材料,利用相轉(zhuǎn)化法制備具有蜂窩狀孔結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)復(fù)合隔膜(PSA/SiO₂復(fù)合隔膜)。PSA/SiO₂復(fù)合隔膜具有良好的孔隙率(83%)、均一的孔徑分布、優(yōu)良的浸潤性(吸液率430%)和較高的室溫離子電導(dǎo)率(0.75 S/cm),在150oC的高溫下也能保持長時(shí)間尺寸穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性(245oC),同時(shí)優(yōu)異的阻燃性和自熄性使鋰離子電池的安全性得以保證。進(jìn)一步表征將PSA/SiO₂復(fù)合隔膜應(yīng)用于的鈷酸鋰(LiCoO₂)對鋰半電池并與商用PP隔膜(Celgard 2500)進(jìn)行對比,聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合隔膜體現(xiàn)出更優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)性能和電化學(xué)...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號說明
1 緒論
    1.1 鋰離子電池簡介
        1.1.1 鋰離子電池的發(fā)展歷史
        1.1.2 鋰離子電池的組成
        1.1.3 鋰離子電池的工作原理
        1.1.4 鋰離子電池面臨挑戰(zhàn)
    1.2 鋰離子電池隔膜介紹
        1.2.1 鋰離子電池隔膜的表征手段與評價(jià)體系
        1.2.2 鋰離子電池隔膜的結(jié)構(gòu)分類與性質(zhì)
    1.3 聚芳砜酰胺簡介
        1.3.1 聚芳砜酰胺的發(fā)展史
        1.3.2 聚芳砜酰胺的基本物理化學(xué)性質(zhì)
        1.3.3 聚芳砜酰胺在鋰離子電池中的應(yīng)用
    1.4. 本論文研究目的及意義
    1.5 本論文研究思路及內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料及試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)原料及試劑
    2.2 材料表征及測試方法
    2.3 鋰離子電池電極的制備
        2.3.1 鈷酸鋰極片的制備
        2.3.2 磷酸鐵鋰極片的制備
    2.4 聚芳砜酰胺的溶液的制備
    2.5 聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合多孔膜和聚芳砜酰胺/二氧化硅/聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合多孔膜的制備
3 相轉(zhuǎn)化法制備氣相二氧化硅增強(qiáng)聚芳砜酰胺鋰離子電池隔膜
    3.1 引言
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 聚芳砜酰胺混合溶液的外觀形貌和相轉(zhuǎn)化法的成膜機(jī)理
        3.2.2 聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合隔膜形貌
        3.2.3 聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合隔膜的孔徑分布
        3.2.4 聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合隔膜與商用聚丙烯隔膜的基本性能對比
        3.2.5 聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合隔膜的接觸角和浸潤性
        3.2.6 聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合隔膜和商用PP隔膜的熱收縮性能
        3.2.7 聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合隔膜和商用PP隔膜的熱力學(xué)穩(wěn)定性
        3.2.8 聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合隔膜和商用PP隔膜的燃燒性能
        3.2.9 聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合隔膜和商用PP隔膜的離子電導(dǎo)率分析
        3.2.10 聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合隔膜和商用PP隔膜的電化學(xué)穩(wěn)定性測試
        3.2.11 聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合隔膜的倍率性能
        3.2.12 聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合隔膜的循環(huán)性能和阻抗譜譜圖的分析
        3.2.13 聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合隔膜和商用PP隔膜在高溫下的循環(huán)性能
    3.3 本章小結(jié)
4 聚對苯二甲酸乙二醇酯作為支撐骨架改性的聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合隔膜的制備和表征
    4.1 引言
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 聚對苯二甲酸乙二醇酯作為支撐骨架改性的聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合隔膜的形貌和基本特性
        4.2.2 聚對苯二甲酸乙二醇酯作為支撐骨架改性的聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合隔膜的阻燃性能
        4.2.3 聚對苯二甲酸乙二醇酯作為支撐骨架改性的聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合隔膜的電化學(xué)穩(wěn)定性
        4.2.4 聚對苯二甲酸乙二醇酯作為支撐骨架改性的聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合隔膜的循環(huán)穩(wěn)定性
        4.2.5 聚對苯二甲酸乙二醇酯作為支撐骨架改性的聚芳砜酰胺/二氧化硅復(fù)合隔膜的倍率性能
    4.3 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄



本文編號：3757363