【摘要】：聚酰亞胺是一類具有優(yōu)異熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能的聚合物,廣泛應(yīng)用于存儲(chǔ)材料、共價(jià)有機(jī)骨架、儲(chǔ)氫和光學(xué)材料等各個(gè)領(lǐng)域,其具有結(jié)構(gòu)多樣性、綠色可持續(xù)以及潛在高比容量等特性,可以有效地解決鋰離子電池中傳統(tǒng)無(wú)機(jī)活性物質(zhì)自然界儲(chǔ)量少、理論容量低以及商業(yè)化聚偏氟乙烯粘結(jié)劑在電極應(yīng)用中所存在的問(wèn)題�；诖�,本文制備了多種不同結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺材料,深入探討了其作為正極活性物質(zhì)及粘結(jié)劑對(duì)電池電化學(xué)性能的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,將4,4'-二氨基二苯砜(DDS)、4,4'-二氨基二苯醚(ODA)、4,4'-二氨基二苯甲酮(DABP)分別與均苯四甲酸二酐(PMDA)通過(guò)一步法高溫制備DDS-PMDA、DABP-PMDA、ODA-PMDA粉末,研究了所制備粉末的結(jié)構(gòu)和熱性能,并探索了聚酰亞胺粉末中基團(tuán)對(duì)電極形貌、結(jié)構(gòu)以及電池電化學(xué)性能的影響。其中,DDS-PMDA電極具有較小的阻抗值和極化現(xiàn)象,充放電過(guò)程中平臺(tái)較為明顯,并且在40 mA g~(-1)的電流密度下循環(huán)100次后容量保持率為75.47%,具有相對(duì)較好的循環(huán)穩(wěn)定性,同時(shí)表現(xiàn)出相對(duì)較好的倍率性能。其次,以4,4'-二氨基二苯砜(DDS)、1,4-雙(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯(6FAPB)和3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)為單體,通過(guò)一步法制備了6FAPB-BTDA、6FAPB/DDS-BTDA聚合物。對(duì)所制備的聚酰亞胺的結(jié)構(gòu)和熱性能進(jìn)行了分析,并表征了其做粘結(jié)劑制備的磷酸鐵鋰電極的結(jié)構(gòu)和形貌,最后探究其作粘結(jié)劑對(duì)電極電化學(xué)性能影響。所制備兩種聚酰亞胺對(duì)磷酸鐵鋰電極中活性物質(zhì)的晶型并沒(méi)產(chǎn)生影響,電極形成了良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。聚酰亞胺粘結(jié)劑所制備電極具有較小阻抗值和極化現(xiàn)象,增強(qiáng)了電極與電解液的相容性,使電解液更容易浸入電極結(jié)構(gòu)中,所組裝的電池的過(guò)充安全性能得以提高,并且采用6FAPB/DDS-BTDA粘結(jié)劑制備的電極在0.5 C的電流密度下充放電100次后,放電比容量依舊有134.1 mAh g~(-1),容量保持率為94.11%,同時(shí)提高了磷酸鐵鋰電極的倍率性能。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM912
【圖文】：

圖 1-1 4 種典型的鋰離子電池結(jié)構(gòu)[1]Figure 1-1 The structures of four typical lithium ion battery[1]Bs 主要是通過(guò)由含有鋰插層化合物制成的電極來(lái)儲(chǔ)存電能，在充放電過(guò)充過(guò)電解質(zhì)在正、負(fù)極之間穿梭，同時(shí)在電極上還會(huì)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，如。鋰離子技術(shù)最初是從 Goodenough 發(fā)現(xiàn)的插層化合物開(kāi)始，并且一直沿用、低電勢(shì)鋰插層碳質(zhì)材料的發(fā)現(xiàn)使得 Sony 公司在 1991 年最終實(shí)現(xiàn)了碳LixC6/Li1-xCoO2）型號(hào)電池的商業(yè)化。LIBs 是通過(guò)搖椅式來(lái)回往復(fù)來(lái)實(shí)現(xiàn)因此也被稱為“搖椅式電池”。

圖 1-1 4 種典型的鋰離子電池結(jié)構(gòu)[1]Figure 1-1 The structures of four typical lithium ion battery[1]LIBs 主要是通過(guò)由含有鋰插層化合物制成的電極來(lái)儲(chǔ)存電能，在充放電過(guò)充中，鋰離子通過(guò)電解質(zhì)在正、負(fù)極之間穿梭，同時(shí)在電極上還會(huì)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，如圖 1-2所示[2]。鋰離子技術(shù)最初是從 Goodenough 發(fā)現(xiàn)的插層化合物開(kāi)始，并且一直沿用至今。高可逆、低電勢(shì)鋰插層碳質(zhì)材料的發(fā)現(xiàn)使得 Sony 公司在 1991 年最終實(shí)現(xiàn)了碳化鋰/鈷酸鋰（LixC6/Li1-xCoO2）型號(hào)電池的商業(yè)化。LIBs 是通過(guò)搖椅式來(lái)回往復(fù)來(lái)實(shí)現(xiàn)能量?jī)?chǔ)存的，因此也被稱為“搖椅式電池”。

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本文編號(hào)：2720609