基于離子導(dǎo)電聚合物構(gòu)建鋰離子通道及柔性電極
發(fā)布時間:2021-11-19 00:52
在不斷追求材料卓越性能的過程中,人們探索出了諸多策略,包括改進正負極活性材料的合成方法、調(diào)整材料的結(jié)構(gòu),以及摻雜、包覆等,并且在很大程度上提高了電池的能量密度、功率密度、循環(huán)壽命等性能。然而電池的實際性能不僅僅與正負極活性物質(zhì)有關(guān),還與鋰離子在充放電過程中正負極之間的離子傳輸速率,電池其他部分的組成以及包裝材料等相關(guān)。電池的各個部分若不能良好的匹配,則將使其性能大打折扣。其中,固相電極內(nèi)部及固相顆粒之間的離子傳輸過程是電池動力學(xué)過程中相對較慢的步驟,提高離子在固相內(nèi)部及固相與固相間的傳輸速率是提高鋰離子電池性能的重要方法之一。此外,隨著人們生活的智能化,具有柔性、便攜性、可穿戴性以及可編織性的電子器件逐漸成為研究的熱點。其中部分器件要求具有柔性的電源與之匹配。目前市場上絕大多數(shù)的電池并不具備這種能力,所以要求我們在柔性電極、新型電解質(zhì)、新型制造技術(shù)以及封裝技術(shù)等方面進行新的探索。綜上所述,我們以離子導(dǎo)電聚合物為基礎(chǔ),進行了電極內(nèi)部鋰離子傳輸通道的構(gòu)建以及制備柔性電極的嘗試,主要進行了以下研究:(1)離子導(dǎo)電聚合物構(gòu)建電極材料中鋰離子傳輸通道:在不影響漿料與集流體的粘合的前提下,電極的制...
【文章來源】:河南師范大學(xué)河南省
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
PAA+PVDF混合后得到的三元材料鋰離子電池的前兩次及第十次充放電曲線
-8 PAA+PVDF混合后得到的三元材料鋰離子電池與未加PAA的三元材料鋰離子電池的循性能鋰離子電池同時在0.1 C條件下進行充放電循環(huán)測試,從圖2-8中可以看出P充分混合后得到的鋰離子電池擁有良好的循環(huán)性能,材料在0.1C條件下充放電比容量仍保持在140 mAh/g左右,并趨于穩(wěn)定。而普通的三元材料鋰離子充放電過程中都呈現(xiàn)出一種下降的趨勢,在為0.1 C條件下充放循環(huán)50周放至100 mAh/g以下。說明加入離子導(dǎo)電聚合物后,鋰離子在電池充放電過程快速的傳輸,并減少了能量損耗。
圖2-9 PAA+PVDF混合后得到的三元材料鋰離子電池與未加PAA的三元材料鋰離子電池的倍率性能圖2-9是加入離子導(dǎo)電聚合物PAA后得到的三元材料鋰離子電池與普通三元材料鋰子電池的倍率性能。明顯可以看出在加入離子導(dǎo)電聚合物后的三元材料鋰離子電池在個不同的倍率下表現(xiàn)出良好的倍率性能,并且具有很好的可恢復(fù)性。在0.1 C倍率下,始比容量可達165 mAh/g,并且具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性,當(dāng)倍率不斷增加時,比容量保持在90~160 mAh/g,并且經(jīng)過10C大倍率放電后,其放電比容量仍能恢復(fù)至155Ah/g,并且優(yōu)于相同條件下的普通三元材料鋰離子電池。這說明加入離子導(dǎo)電聚合物,促進了鋰離子在電極中的傳輸,能夠很好地提高鋰離子電池的倍率性能。.4 本章小結(jié)本章我們將通過一種簡單的方法,在粘合劑中加入一些離子導(dǎo)電聚合物,不影響漿
【參考文獻】:
期刊論文
[1]柔性電化學(xué)儲能器件研究進展[J]. 劉冠偉,張亦弛,慈松,余占清,曾嶸. 儲能科學(xué)與技術(shù). 2017(01)
[2]PVDF-g-PAA共聚物的制備及其改性PVDF膜[J]. 王獻昆,呂向紅. 華南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(04)
[3]稀土改性電化學(xué)儲能電極材料的研究進展[J]. 陳昆峰,李宮,梁晰童,潘偉,薛冬峰. 硅酸鹽學(xué)報. 2016(08)
[4]石墨烯及其在鋰離子電池中的應(yīng)用研究[J]. 裴波,侯旭,郭向峰,李文斌,周陽寧. 船電技術(shù). 2016(01)
[5]電化學(xué)儲能基本問題綜述[J]. 李泓,呂迎春. 電化學(xué). 2015(05)
[6]納米纖維素基導(dǎo)電復(fù)合材料研究進展[J]. 呂少一,傅峰,王思群,黃景達,胡拉. 林業(yè)科學(xué). 2015(10)
[7]石墨烯在柔性鋰離子電池中的應(yīng)用及前景[J]. 聞雷,陳靜,羅洪澤,李峰. 科學(xué)通報. 2015(07)
[8]柔性電池研發(fā)進展[J]. 劉春娜. 電源技術(shù). 2014(12)
[9]鋰離子電池基礎(chǔ)科學(xué)問題(X)——全固態(tài)鋰離子電池[J]. 張舒,王少飛,凌仕剛,高健,吳嬌楊,肖睿娟,李泓,陳立泉. 儲能科學(xué)與技術(shù). 2014(04)
[10]靜電紡鋰離子電池隔膜改性研究現(xiàn)狀[J]. 于賓,焦曉寧,王忠忠. 產(chǎn)業(yè)用紡織品. 2013(09)
博士論文
[1]3D石墨烯基復(fù)合電極柔性超級電容器的設(shè)計、制備和組裝[D]. 陳萬軍.蘭州大學(xué) 2014
[2]高功率柔性鋰離子電池電極材料的制備及其性能研究[D]. 李娜.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[3]基于靜電紡纖維的先進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]基于碳納米管宏觀膜的高性能可折疊鋰離子電池研究[D]. 胡經(jīng)緯.江西理工大學(xué) 2015
[2]靜電紡絲法制備柔性鋰離子電池負極材料及其性能研究[D]. 管紀鵬.杭州師范大學(xué) 2015
[3]纖維型與叉指型柔性超級電容器的電化學(xué)性能研究[D]. 侯航.燕山大學(xué) 2014
[4]靜電紡絲法制備無機改性鋰離子電池隔膜[D]. 韓領(lǐng).大連理工大學(xué) 2012
[5]高性能鋰離子電池正極材料鎳鈷錳酸鋰的工業(yè)化探索[D]. 胡東閣.復(fù)旦大學(xué) 2012
本文編號:3503950
【文章來源】:河南師范大學(xué)河南省
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
PAA+PVDF混合后得到的三元材料鋰離子電池的前兩次及第十次充放電曲線
-8 PAA+PVDF混合后得到的三元材料鋰離子電池與未加PAA的三元材料鋰離子電池的循性能鋰離子電池同時在0.1 C條件下進行充放電循環(huán)測試,從圖2-8中可以看出P充分混合后得到的鋰離子電池擁有良好的循環(huán)性能,材料在0.1C條件下充放電比容量仍保持在140 mAh/g左右,并趨于穩(wěn)定。而普通的三元材料鋰離子充放電過程中都呈現(xiàn)出一種下降的趨勢,在為0.1 C條件下充放循環(huán)50周放至100 mAh/g以下。說明加入離子導(dǎo)電聚合物后,鋰離子在電池充放電過程快速的傳輸,并減少了能量損耗。
圖2-9 PAA+PVDF混合后得到的三元材料鋰離子電池與未加PAA的三元材料鋰離子電池的倍率性能圖2-9是加入離子導(dǎo)電聚合物PAA后得到的三元材料鋰離子電池與普通三元材料鋰子電池的倍率性能。明顯可以看出在加入離子導(dǎo)電聚合物后的三元材料鋰離子電池在個不同的倍率下表現(xiàn)出良好的倍率性能,并且具有很好的可恢復(fù)性。在0.1 C倍率下,始比容量可達165 mAh/g,并且具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性,當(dāng)倍率不斷增加時,比容量保持在90~160 mAh/g,并且經(jīng)過10C大倍率放電后,其放電比容量仍能恢復(fù)至155Ah/g,并且優(yōu)于相同條件下的普通三元材料鋰離子電池。這說明加入離子導(dǎo)電聚合物,促進了鋰離子在電極中的傳輸,能夠很好地提高鋰離子電池的倍率性能。.4 本章小結(jié)本章我們將通過一種簡單的方法,在粘合劑中加入一些離子導(dǎo)電聚合物,不影響漿
【參考文獻】:
期刊論文
[1]柔性電化學(xué)儲能器件研究進展[J]. 劉冠偉,張亦弛,慈松,余占清,曾嶸. 儲能科學(xué)與技術(shù). 2017(01)
[2]PVDF-g-PAA共聚物的制備及其改性PVDF膜[J]. 王獻昆,呂向紅. 華南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(04)
[3]稀土改性電化學(xué)儲能電極材料的研究進展[J]. 陳昆峰,李宮,梁晰童,潘偉,薛冬峰. 硅酸鹽學(xué)報. 2016(08)
[4]石墨烯及其在鋰離子電池中的應(yīng)用研究[J]. 裴波,侯旭,郭向峰,李文斌,周陽寧. 船電技術(shù). 2016(01)
[5]電化學(xué)儲能基本問題綜述[J]. 李泓,呂迎春. 電化學(xué). 2015(05)
[6]納米纖維素基導(dǎo)電復(fù)合材料研究進展[J]. 呂少一,傅峰,王思群,黃景達,胡拉. 林業(yè)科學(xué). 2015(10)
[7]石墨烯在柔性鋰離子電池中的應(yīng)用及前景[J]. 聞雷,陳靜,羅洪澤,李峰. 科學(xué)通報. 2015(07)
[8]柔性電池研發(fā)進展[J]. 劉春娜. 電源技術(shù). 2014(12)
[9]鋰離子電池基礎(chǔ)科學(xué)問題(X)——全固態(tài)鋰離子電池[J]. 張舒,王少飛,凌仕剛,高健,吳嬌楊,肖睿娟,李泓,陳立泉. 儲能科學(xué)與技術(shù). 2014(04)
[10]靜電紡鋰離子電池隔膜改性研究現(xiàn)狀[J]. 于賓,焦曉寧,王忠忠. 產(chǎn)業(yè)用紡織品. 2013(09)
博士論文
[1]3D石墨烯基復(fù)合電極柔性超級電容器的設(shè)計、制備和組裝[D]. 陳萬軍.蘭州大學(xué) 2014
[2]高功率柔性鋰離子電池電極材料的制備及其性能研究[D]. 李娜.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[3]基于靜電紡纖維的先進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]基于碳納米管宏觀膜的高性能可折疊鋰離子電池研究[D]. 胡經(jīng)緯.江西理工大學(xué) 2015
[2]靜電紡絲法制備柔性鋰離子電池負極材料及其性能研究[D]. 管紀鵬.杭州師范大學(xué) 2015
[3]纖維型與叉指型柔性超級電容器的電化學(xué)性能研究[D]. 侯航.燕山大學(xué) 2014
[4]靜電紡絲法制備無機改性鋰離子電池隔膜[D]. 韓領(lǐng).大連理工大學(xué) 2012
[5]高性能鋰離子電池正極材料鎳鈷錳酸鋰的工業(yè)化探索[D]. 胡東閣.復(fù)旦大學(xué) 2012
本文編號:3503950
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