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高性能鋰離子電池用PVDF/TPU/PAN凝膠聚合物電解質(zhì)的制備與研究

發(fā)布時間:2022-12-06 18:31
  隨著科技進步和社會發(fā)展,越來越多的不可再生資源被消耗,新能源的優(yōu)越性使其成為當(dāng)今時代的一大主題。作為新能源之首的鋰離子電池因此得到了極大的關(guān)注,其主要的優(yōu)點體現(xiàn)在:能量密度高、綠色環(huán)保、能量效率高、使用壽命長、可快速充放電、沒有記憶效應(yīng)以及自身放電小等。聚合物電解質(zhì)作為鋰離子電池的重要組成部分,對其的研究相比于電極的研究要緩慢很多,使其在很大程度上制約了電池的電化學(xué)性能。本文的目標(biāo)是制備出擁有高的導(dǎo)電性和良好機械性能的凝膠聚合物電解質(zhì),進而組裝成相應(yīng)的扣式鋰離子電池,討論該凝膠聚合物鋰離子電池的充放電和循環(huán)性能。研究工作主要從以下幾個方面進行:1.用靜電紡絲技術(shù)制備PVDF/PAN,TPU/PAN和PVDF/TPU/PAN為基體的纖維薄膜。將這三種不同基體的纖維薄膜系統(tǒng)地進行物理性能表征。然后將薄膜放到1.0 M LiPF6–EC/DMC電解液中進行活化,制備得到凝膠聚合物電解質(zhì)。以PVDF/TPU/PAN為基的凝膠聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率為4.98×10-3 S cm-1,組裝成的扣式鋰離子電池的首次放電比容量約為163.4 mAh g-1。2.基于前面的研究,通過對一系列不同濃度的... 

【文章頁數(shù)】:69 頁

【學(xué)位級別】:碩士

【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 鋰離子電池概述
        1.1.1 鋰離子電池的發(fā)展概況
        1.1.2 鋰離子電池的組成
        1.1.3 聚合物鋰離子電池工作原理
        1.1.4 鋰離子電池的特點
    1.2 聚合物電解質(zhì)
        1.2.1 聚合物電解質(zhì)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 聚合物電解質(zhì)的概述
        1.2.3 凝膠聚合物電解質(zhì)的基體體系
    1.3 靜電紡絲的簡述
        1.3.1 靜電紡絲的研究背景
        1.3.2 靜電紡絲法的原理
    1.4 本文的主要研究思想、內(nèi)容以及創(chuàng)新性
        1.4.1 本文的主要研究思想
        1.4.2 本課題的創(chuàng)新性
        1.4.3 主要研究內(nèi)容
第2章 實驗部分
    2.1 實驗藥品與儀器
        2.1.1 實驗原料和試劑
        2.1.2 儀器設(shè)備
    2.2 電紡纖維薄膜的物理性能表征
        2.2.1 掃描電子顯微鏡
        2.2.2 傅里葉紅外光譜測試
        2.2.3 DSC測試
        2.2.4 TG測試
        2.2.5 力學(xué)測試
        2.2.6 孔隙率測試
        2.2.7 吸液率測試
    2.3 電解質(zhì)薄膜的電化學(xué)測試
        2.3.1 電極制備和電池組裝
        2.3.2 交流阻抗測試
        2.3.3 線性掃描測試
        2.3.4 恒流充放電測試
第3章 PVDF/TPU/PAN共混型電紡纖維薄膜的制備與研究
    3.1 引言
    3.2 制備凝膠聚合物電解質(zhì)
    3.3 電紡纖維薄膜的結(jié)構(gòu)與性能研究
        3.3.1 SEM分析
        3.3.2 TG分析
        3.3.3 傅里葉紅外光譜分析
        3.3.4 孔隙率分析
        3.3.5 吸液率分析
        3.3.6 離子電導(dǎo)率分析
        3.3.7 機械性能測試
        3.3.8 充放電測試分析
        3.3.9 循環(huán)測試分析
        3.3.10 線性掃描分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 不同濃度PVDF/TPU/PAN凝膠聚合物電解質(zhì)的制備與研究
    4.1 引言
    4.2 不同濃度的凝膠聚合物電解質(zhì)的制備
    4.3 不同濃度的PVDF/TPU/PAN凝膠聚合物電解質(zhì)結(jié)構(gòu)與性能研究
        4.3.1 SEM分析
        4.3.2 DSC分析
        4.3.3 孔隙率分析
        4.3.4 吸液率分析
        4.3.5 離子電導(dǎo)率測試
        4.3.6 充放電測試分析
        4.3.7 循環(huán)性能測試分析
        4.3.8 機械性能測試
    4.4 本章小結(jié)
第5章 不同配比PVDF/TPU/PAN凝膠聚合物電解質(zhì)的制備與研究
    5.1 引言
    5.2 不同質(zhì)量配比的凝膠聚合物電解質(zhì)的制備
    5.3 不同質(zhì)量配比的凝膠聚合物電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性能研究
        5.3.1 SEM分析
        5.3.2 TG分析
        5.3.3 孔隙率分析
        5.3.4 吸液率分析
        5.3.5 離子電導(dǎo)率分析
        5.3.6 機械性能測試
        5.3.7 充放電測試分析
        5.3.8 循環(huán)性能測試分析
        5.3.9 線性掃描分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻】:
期刊論文
[1]提高凝膠電解質(zhì)電導(dǎo)率的最新研究進展[J]. 張有文,李琪,喬慶東.  化工科技. 2011(03)
[2]聚合物電解質(zhì)中增塑劑的研究進展[J]. 古寧宇,謝媛媛,楊震宇,張榮斌.  化學(xué)通報. 2009(12)
[3]聚合物電解質(zhì)的研究進展[J]. 何元錦,艾嬌艷,肖舜通.  塑料科技. 2009(12)
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[5]天然橡膠/丁苯橡膠基隔膜材料的制備與性能[J]. 楊書廷,楊金鑫,尹艷紅,岳紅云,楊偉光,劉玉霞.  高分子學(xué)報. 2007(02)
[6]靜電紡絲技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 師奇松,于建香,顧克壯,馬春寶,劉太奇.  化學(xué)世界. 2005(05)
[7]提拉法生長大尺寸鎢酸鉛晶體[J]. 郭順,張學(xué)鋒,黃旭剛,韓東.  寧夏工程技術(shù). 2004(04)
[8]鋰離子二次電池電解質(zhì)的研究動態(tài)[J]. 戴紀(jì)翠,滕祥國,馬培華.  鹽湖研究. 2003(02)
[9]高能化學(xué)電源簡介[J]. 汪群擁 ,尹占蘭.  中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考. 2003(03)
[10]鋰離子電池隔膜的研究與開發(fā)[J]. 胡繼文,許凱,沈家瑞.  高分子材料科學(xué)與工程. 2003(01)

博士論文
[1]聚偏氟乙烯多孔膜結(jié)構(gòu)及其聚合物鋰離子電池隔膜的性能[D]. 崔振宇.浙江大學(xué) 2008

碩士論文
[1]高性能鋰離子電池用TPU/P(VDF-HFP)凝膠聚合物電解質(zhì)制備與研究[D]. 周玲.湘潭大學(xué) 2014
[2]提高鋰離子電池安全性能新型材料的合成及應(yīng)用研究[D]. 于玉建.鄭州大學(xué) 2013
[3]鋰離子電池用凝膠聚合物電解質(zhì)的研究與開發(fā)[D]. 李忠陽.浙江大學(xué) 2004



本文編號:3711421

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