隨著能源存儲(chǔ)設(shè)備的高速發(fā)展,鋰離子電池因其高能量密度和長循環(huán)壽命受到廣泛關(guān)注。在鋰離子電池系統(tǒng)中,隔膜起到至關(guān)重要的作用,在隔絕正負(fù)極的同時(shí)允許鋰離子通過,其性能對(duì)于電池的充放電性能及安全性能有直接影響。因此,開發(fā)高性能隔膜對(duì)電池性能的改善具有積極的作用。首先,通過溶劑熱法制備石榴石型快鋰離子導(dǎo)體鋯酸鑭鋰（LLZO）,分別以不同比例摻入PVDF溶液中,通過靜電紡絲法制備出三種摻LLZO的PVDF-LLZO復(fù)合隔膜（2%LLZO,4%LLZO和6%LLZO隔膜）,以Celgard 2400和PVDF為參比隔膜,研究這三種隔膜的微觀形貌、熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能、電解液親和性及電化學(xué)性能。結(jié)果顯示,隨著LLZO摻量的增加,隔膜的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能有所提高,電解液親和性增強(qiáng),摻入量為6%的復(fù)合隔膜的電解液吸液率為407%,達(dá)到Celgard 2400（140%）的2.9倍,離子電導(dǎo)率為1.453 mS·cm^-1,比Celgard 2400(0.260 mS·cm^-1)提高了4.6倍。其次,利用磁控濺射鍍膜技術(shù)在上述6%LLZO隔膜兩側(cè)沉積AlF_... 

【文章來源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 鋰離子電池
    1.2 鋰離子電池隔膜
        1.2.1 鋰離子電池隔膜的性能要求
        1.2.2 鋰離子電池隔膜的類型
        1.2.3 PVDF基鋰離子電池隔膜的研究現(xiàn)狀
    1.3 鋯酸鑭鋰
    1.4 氟化鋁
    1.5 靜電紡絲
    1.6 磁控濺射原理
    1.7 課題研究的主要內(nèi)容及目的
        1.7.1 課題研究的目的及意義
        1.7.2 課題研究的主要內(nèi)容
第二章 PVDF-LLZO復(fù)合纖維膜的制備及其物理性能研究
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
        2.2.2 石榴石型快鋰離子導(dǎo)體LLZO的制備
        2.2.3 LLZO的晶體形貌表征
        2.2.4 PVDF納米纖維膜的制備
        2.2.5 PVDF-LLZO復(fù)合纖維膜的制備
        2.2.6 PVDF-LLZO復(fù)合纖維膜的微觀形貌表征
        2.2.7 孔隙率測(cè)試
        2.2.8 力學(xué)性能測(cè)試
        2.2.9 熱學(xué)性能測(cè)試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 LLZO的結(jié)構(gòu)與形貌分析
        2.3.2 纖維膜的微觀形貌分析
        2.3.3 纖維膜的孔隙率分析
        2.3.4 纖維膜的力學(xué)性能分析
        2.3.5 纖維膜熱學(xué)性能分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 PVDF-LLZO復(fù)合纖維膜的電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與實(shí)驗(yàn)儀器
        3.2.2 電解液親和性的研究
        3.2.3 離子電導(dǎo)率測(cè)試
        3.2.4 界面阻抗研究
        3.2.5 電化學(xué)穩(wěn)定窗口研究
        3.2.6 電池性能測(cè)試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 電解液親和性分析
        3.3.2 離子電導(dǎo)率分析
        3.3.3 界面阻抗分析
        3.3.4 電化學(xué)穩(wěn)定窗口分析
        3.3.5 充放電性能分析
        3.3.6 循環(huán)性能分析
        3.3.7 倍率性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 PVDF-LLZO/AlF_3復(fù)合鋰離子電池隔膜的性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與實(shí)驗(yàn)儀器
        4.2.2 PVDF-LLZO/AlF_3復(fù)合隔膜的制備
        4.2.3 PVDF-LLZO/AlF_3復(fù)合隔膜的形貌表征
        4.2.4 力學(xué)性能研究
        4.2.5 孔隙率及電解液親和性研究
        4.2.6 離子電導(dǎo)率測(cè)試
        4.2.7 界面阻抗測(cè)試
        4.2.8 電化學(xué)穩(wěn)定窗口測(cè)試
        4.2.9 電池性能測(cè)試
        4.2.10 電解液分解測(cè)試
        4.2.11 鋰枝晶生長測(cè)試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 PVDF-LLZO/AlF_3復(fù)合隔膜的形貌分析
        4.3.2 力學(xué)性能性分析
        4.3.3 孔隙率及電解液親和性分析
        4.3.4 離子電導(dǎo)率分析
        4.3.5 界面阻抗分析
        4.3.6 電化學(xué)穩(wěn)定窗口分析
        4.3.7 充放電性能分析
        4.3.8 循環(huán)性能分析
        4.3.9 倍率性能分析
        4.3.10 電解液分解
        4.3.11 鋰枝晶
    4.4 本章小結(jié)
第五章 主要結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新
    5.3 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄:作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]凝膠聚合物電解質(zhì)的研究進(jìn)展[J]. 萬玉榮,喬慶東,李琪.  當(dāng)代化工. 2015(02)
[2]鋰離子電池隔膜生產(chǎn)技術(shù)與研究進(jìn)展[J]. 劉會(huì)會(huì),柳邦威.  電池. 2015(01)
[3]鋰離子電池PVDF基凝膠電解質(zhì)隔膜的研究進(jìn)展[J]. 鄭怡磊,王建軍,吳于松,朱偉偉,方敏.  有機(jī)氟工業(yè). 2013(04)
[4]磁控濺射技術(shù)及其發(fā)展[J]. 李芬,朱穎,李劉合,盧求元,朱劍豪.  真空電子技術(shù). 2011(03)
[5]鋰離子電池用PVDF類隔膜的研究進(jìn)展[J]. 盛曉穎,張學(xué)俊,劉婷.  化工新型材料. 2011(05)
[6]無機(jī)固態(tài)鋰離子電解質(zhì)的研究進(jìn)展[J]. 朱永明,任雪峰,李寧.  化學(xué)通報(bào). 2010(12)
[7]鋰離子電池隔膜的研究和發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 伊廷鋒,胡信國,高昆.  電池. 2005(06)

博士論文
[1]二次鋰電池鋰基負(fù)極與電解質(zhì)界面研究[D]. 劉思思.上海交通大學(xué) 2012
[2]基于靜電紡纖維的先進(jìn)鋰離子電池隔膜材料的研究[D]. 梁銀崢.東華大學(xué) 2011

碩士論文
[1]聚酰亞胺鋰離子電池隔膜的制備及其性能研究[D]. 安平.陜西科技大學(xué) 2015
[2]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
[3]靜電紡絲法制備鋰離子電池用PVDF/PU納米纖維隔膜[D]. 瞿威.武漢理工大學(xué) 2011
[4]基于LiPF6的幾種鋰離子電池電解液的性能研究[D]. 王立仕.新疆大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3508765