鋰離子電池被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備、電動(dòng)或混合電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能系統(tǒng)中,是人們生活中便捷可移動(dòng)設(shè)備的理想動(dòng)力來(lái)源。隔膜在鋰離子電池中,主要起阻隔正負(fù)極防止短路,為鋰離子的傳輸提供路徑的作用,與電池的容量和安全性能息息相關(guān)。目前商業(yè)化的鋰離子電池隔膜主要以聚烯烴為主,材料本身的疏水性和結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的孔隙率低,致使鋰離子電池電化學(xué)性能低,同時(shí)耐熱穩(wěn)定性差,電池的高溫安全性差。為了解決商業(yè)隔膜面臨的電解液潤(rùn)濕性能差和熱穩(wěn)定性差兩個(gè)核心問題,本論文從材料選擇、制備方法、結(jié)構(gòu)調(diào)控及表面改性的方向出發(fā),選用聚醚醚酮(PEEK)材料制備出一系列具有孔結(jié)構(gòu)優(yōu)異和耐高溫性能的多孔隔膜和復(fù)合隔膜。PEEK機(jī)械性能好、熱穩(wěn)定性優(yōu)異和電化學(xué)性能穩(wěn)定,由于該材料具有很好的耐溶劑性能,只能溶解于濃硫酸和甲烷磺酸中,所以關(guān)于聚醚醚酮鋰離子電池隔膜研究目前報(bào)道甚少。本論文首先采用蒸汽誘導(dǎo)相分離方法制備了不同孔結(jié)構(gòu)的PEEK膜,系統(tǒng)地研究了鑄膜液溶劑中濃硫酸(SA)含量的影響。隨著SA含量的降低,混合溶劑的溶解度以及水蒸氣吸收速率降低,這有利于固液分離和結(jié)晶形成。當(dāng)SA/MSA比例從15/75改變到0/90(wt.%/wt.%)時(shí)...

【文章頁(yè)數(shù)】：109 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 背景介紹
    1.2 鋰離子電池概述
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展與應(yīng)用
        1.2.2 鋰離子電池的組成
        1.2.3 鋰離子電池的工作原理
    1.3 鋰離子電池隔膜概述
        1.3.1 隔膜的要求及性能指標(biāo)
        1.3.2 鋰離子電池隔膜分類與研究
        1.3.3 耐高溫鋰離子隔膜研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的研究目的
第二章 混合酸溶劑誘導(dǎo)蒸汽相轉(zhuǎn)化法調(diào)控PEEK隔膜孔結(jié)構(gòu)
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
        2.2.2 電池極片的制備及組裝
        2.2.3 聚合物隔膜的制備
    2.3 隔膜的基本表征
        2.3.1 電子掃描顯微鏡測(cè)試
        2.3.2 孔徑分布測(cè)試
        2.3.3 孔隙率測(cè)試及吸液率測(cè)試
        2.3.4 隔膜Gurley值測(cè)試
        2.3.5 隔膜熱收縮穩(wěn)定性測(cè)試
        2.3.6 隔膜接觸角測(cè)試
        2.3.7 示差掃描量熱和熱重曲線測(cè)試
        2.3.8 電導(dǎo)率和活化能測(cè)試
        2.3.9 電化學(xué)穩(wěn)定窗口測(cè)試
        2.3.10 電池循環(huán)性能及倍率性能測(cè)試
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 隔膜表面及斷面形貌
        2.4.2 隔膜結(jié)晶度及溶劑吸水性能
        2.4.3 隔膜接觸角
        2.4.4 隔膜熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能
        2.4.5 隔膜電導(dǎo)率
        2.4.6 電化學(xué)穩(wěn)定窗口和界面性能
        2.4.7 電池循環(huán)性能和倍率性能
    2.5 本章小結(jié)
第三章 隔膜孔結(jié)構(gòu)形貌對(duì)鋰離子電池性能的影響
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
    3.3 隔膜的基本表征
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 隔膜表面及斷面形貌
        3.4.2 隔膜氣體通量和孔徑分布
        3.4.3 隔膜熱收縮和熱重
        3.4.4 隔膜機(jī)械性能
        3.4.5 隔膜接觸角
        3.4.6 隔膜吸液率和孔隙率
        3.4.7 隔膜離子電導(dǎo)率
        3.4.8 電化學(xué)穩(wěn)定窗口和界面性能
        3.4.9 電池循環(huán)性能和倍率性能
    3.5 本章小結(jié)
第四章 PEEK涂層改性商業(yè)聚烯烴隔膜
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 涂層改性膜斷面形貌
        4.3.2 隔膜孔隙率和吸液率
        4.3.3 涂層膜的熱穩(wěn)定性
        4.3.4 鋰離子電導(dǎo)率
        4.3.5 界面阻抗
        4.3.6 電化學(xué)穩(wěn)定窗口
        4.3.7 電池循環(huán)性能與倍率性能
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
附錄 A PEEK/PVP指狀孔結(jié)構(gòu)隔膜的制備
附錄 B 不同濕度下PEEK/PVP隔膜結(jié)構(gòu)
附錄 C 隔膜在45℃溫度下電池性能測(cè)試
參考文獻(xiàn)
作者在攻讀碩士學(xué)位期間公開發(fā)表的論文
作者在攻讀碩士學(xué)位期間所作的項(xiàng)目
致謝



本文編號(hào)：3809273