本文關(guān)鍵詞：鋰離子電池隔膜用多級結(jié)構(gòu)納米纖維膜的制備及研究

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【摘要】：納米纖維膜由于厚度比較薄、孔隙率比較高、合適微孔結(jié)構(gòu)、比表面積大、吸液率高等優(yōu)點,可以使鋰離子自由地穿過,提高了鋰離子電池的循環(huán)性能,延長了鋰離子電池的使用壽命。目前,使用廣泛用來制備納米纖維膜的辦法是通過靜電紡絲法,然而靜電紡絲法制備納米纖維的技術(shù)存在著比較大的技術(shù)瓶頸、生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高難實際應(yīng)用到鋰離子電池中。本實驗以熔融擠出相分離法為理論依據(jù),將熱塑性的乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)樹脂與乙酸丁酸纖維素(CAB)熔融共混擠出得到EVOH/CAB的共混纖維,經(jīng)過溶劑的萃取得到EVOH的納米纖維,將納米纖維在混合溶劑中利用高速剪切機的剪切作用將納米纖維制備成懸浮液,在高速氣流下噴涂到PET無紡布的表面,得到一種多級結(jié)構(gòu)的NFs/PET/NFs膜,進(jìn)一步利用無機Al2O3納米粒子進(jìn)行表面改性,得到了一種有機無機雜化的Al2O3@NFs/PET/NFs膜。通過對其掃描電鏡、孔隙率的表征、接觸角以及吸液率等表征,表明了NFs/PET/NFs膜、Al2O3@NFs/PET/NFs膜都具有高的孔隙率和多級地多孔結(jié)構(gòu)及良好的對電解液的親潤性。將其組裝成不同的模擬電池通過對其電化學(xué)穩(wěn)定窗口、離子電導(dǎo)率、界面阻抗及等電化學(xué)性能進(jìn)行表征,顯示出了較高的電化學(xué)穩(wěn)定窗口值,高的離子電導(dǎo)率,Al2O3@NFs/PET/NFs膜顯示出了低的阻抗值,然而NFs/PET/NFs膜卻表現(xiàn)出了高的阻抗值。將其組裝成LiFePO4/Li半電池,測試電池性能如充放電、倍率性能及循環(huán)壽命,在0.2C倍率下Al2O3@NFs/PET/NFs和NFs/PET/NFs膜均顯示出了高的放電比容量與高的放電平臺電壓;隨著放電電流密度的增加,放電比容量和放電平臺出現(xiàn)下降,但是Al2O3@NFs/PET/NFs膜和NFs/PET/NFs膜始終表現(xiàn)出高的放電比容量和放電平臺電壓;經(jīng)過100次循環(huán)后,Al2O3@NFs/PET/NF膜所組裝的電池的放電比容量的保留率高于NFs/PET/NFs膜的和商業(yè)用的膜,Al2O3@NFs/PET/NFs和NFs/PET/NFs膜表現(xiàn)出了更優(yōu)異的電池性能,將會是一種非常有前景的隔膜材料來替代傳統(tǒng)聚烯烴類隔膜應(yīng)用在鋰離子電池尤其是動力電池中,由于制備方法簡單、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高及性能優(yōu)良等優(yōu)點。
【學(xué)位授予單位】：武漢紡織大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM912

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 高昆;胡信國;伊廷鋒;;鋰離子電池聚烯烴隔膜的特性及發(fā)展現(xiàn)狀[J];電池工業(yè);2007年02期

2 于建香;劉太奇;;靜電紡絲法制備鋰離子電池隔膜的研究進(jìn)展[J];新技術(shù)新工藝;2012年05期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 徐群星;兩種納米纖維的制備與表征及其電場取向行為的研究[D];湘潭大學(xué);2008年

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本文編號：1180381