鋰離子電池隔膜改性與電解液阻燃劑的合成及性能研究
發(fā)布時間:2021-01-18 06:13
眾所周知,鋰離子電池擁有許多顯而易見的優(yōu)點,比能量較高、電壓較高、沒有記憶效應、對環(huán)境友好以及壽命長都是其優(yōu)點,這些優(yōu)點使得鋰離子電池廣泛應用于我們的日常生活中。但在這幾年中,世界各地都出現(xiàn)了很多因電池事故而造成的意外,造成這些事故的主要原因是有機溶劑泄漏、燃燒甚至發(fā)生爆炸,在這種情況下,聚合物復合電解質(zhì)以其高安全性能的優(yōu)勢成為了鋰離子電池的首選材料,近年來受到了大眾的廣泛關(guān)注,與我們常用的液態(tài)電解質(zhì)相比,存在不易漏液、柔韌性高、物理化學穩(wěn)定性非常好等優(yōu)點,和聚合物電解質(zhì)相比,它的離子電導率以及電解質(zhì)與電極的界面相容性都得到了顯著地提高,除此以外,在常用的有機電解液中加入阻燃性的添加劑,從而把電解液變成難燃或不可燃的液體,這也是一種簡單而實用的技術(shù)方法,也大大提高的鋰離子電池的安全性能,因此,本論文從兩方面進行了研究,研究內(nèi)容如下:(1)將聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)包覆的Al2O3高分散納米雜化材料(Al2O3@PMMA)與聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)共混,并與Celgard膜復合,制備了復合電解質(zhì)隔膜,用SEM、交流阻抗和充放電測試等研究復合電解質(zhì)隔膜的結(jié)構(gòu)及電化學性能...
【文章來源】:燕山大學河北省
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 鋰離子電池簡介
1.2.1 鋰離子電池發(fā)展歷史
1.2.2 鋰離子電池結(jié)構(gòu)
1.2.3 鋰離子電池工作原理
1.3 聚合物電解質(zhì)研究現(xiàn)狀
1.3.1 全固態(tài)聚合物電解質(zhì)
1.3.2 凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)
1.4 鋰離子電池電解液阻燃劑的研究現(xiàn)狀
1.4.1 有機磷系
1.4.2 有機鹵系
1.5 本論文的研究目的及主要研究內(nèi)容
第2章 實驗方法
2.1 實驗藥品和儀器
2.1.1 實驗藥品
2.1.2 實驗儀器
2.2 實驗方法
2O3@PMMA聚合物的制備"> 2.2.1 高分散納米Al2O3@PMMA聚合物的制備
2.2.2 納米復合聚合物電解質(zhì)隔膜的制備
2.3 電極制備及電池裝配
2.3.1 電極制備
2.3.2 模擬電池
2.3.3 扣式電池
2.4 復合聚合物電解質(zhì)的表征方法
2.4.1 X射線粉末衍射(XRD)分析
2.4.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
2.4.3 透射電子顯微鏡(TEM)分析
2.4.4 熱重分析(DSC-TG)
2.4.5 紅外光譜分析
31P-NMR分析"> 2.4.6 31P-NMR分析
2.4.7 吸液率與保液率
2.4.8 電化學性能
2.4.9 電池性能
2O3改性復合電解質(zhì)隔膜的制備及性能">第3章 高分散納米Al2O3改性復合電解質(zhì)隔膜的制備及性能
3.1 引言
3.2 復合電解質(zhì)隔膜的表征
3.2.1 表面形貌及結(jié)構(gòu)
3.2.2 X射線衍射分析(XRD)
3.2.3 紅外分析
3.2.4 熱力學性能分析
3.2.5 隔膜的吸液率與保液率分析
3.2.6 電化學性能分析
3.2.7 復合隔膜的電極界面穩(wěn)定性
3.3 電池性能
3.3.1 電池循環(huán)性能
3.3.2 電池倍率性能
3.4 結(jié)論
第4章 磷腈類電解液阻燃劑的制備及其在電池中的性能
4.1 引言
4.2 含氟磷腈阻燃劑的制備及電解液中添加量的確定
4.2.1 含氟磷腈阻燃劑量的確定
4.2.2 含阻燃劑的電解液的配制
4.3 含氟磷腈的表征
31P-NMR分析"> 4.3.1 31P-NMR分析
4.3.2 紅外分析
4.4 含氟磷腈電解液添加劑對正極的影響
4.5 含氟磷腈電解液添加劑對負極的影響
4.6 結(jié)論
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間主要研究成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]隔膜涂覆改善鋰離子電池性能的研究[J]. 郭鋒,劉月學,姜鐵坤,李小平. 電池. 2015(03)
[2]納米二氧化硅/聚酰亞胺涂層改性聚丙烯隔膜[J]. 胡旭堯,尚玉明,王要武,王莉,何向明,周藝,崔濤. 電池. 2013(06)
[3]鋰離子電池電解質(zhì)鹽LiBF4的制備新方法及表征[J]. 劉建文,李新海,王志興,郭華軍,胡啟陽. 無機化學學報. 2009(01)
[4]鋰離子電池電解液研究進展[J]. 郭營軍,晨暉,謝燕婷. 新材料產(chǎn)業(yè). 2007(08)
[5]鋰在人造石墨、中間相炭微球及無定形碳中的擴散系數(shù)(英文)[J]. 郭華軍,李新海,張新明,王紅強,王志興,彭文杰. 新型炭材料. 2007(01)
[6]改性石墨用作鋰離子蓄電池負極材料[J]. 唐致遠,吳菲. 電源技術(shù). 2006(02)
[7]TTFP在鋰離子蓄電池電解液中的阻燃性能[J]. 孫斌,周震濤,夏信德. 電源技術(shù). 2005(09)
[8]國外含磷系、鹵素系阻燃聚氨酯材料的研究進展[J]. 常海,王吉貴,甘孝賢. 火炸藥學報. 2004(02)
[9]鋰離子電池隔膜的研究與開發(fā)[J]. 胡繼文,許凱,沈家瑞. 高分子材料科學與工程. 2003(01)
本文編號:2984436
【文章來源】:燕山大學河北省
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 鋰離子電池簡介
1.2.1 鋰離子電池發(fā)展歷史
1.2.2 鋰離子電池結(jié)構(gòu)
1.2.3 鋰離子電池工作原理
1.3 聚合物電解質(zhì)研究現(xiàn)狀
1.3.1 全固態(tài)聚合物電解質(zhì)
1.3.2 凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)
1.4 鋰離子電池電解液阻燃劑的研究現(xiàn)狀
1.4.1 有機磷系
1.4.2 有機鹵系
1.5 本論文的研究目的及主要研究內(nèi)容
第2章 實驗方法
2.1 實驗藥品和儀器
2.1.1 實驗藥品
2.1.2 實驗儀器
2.2 實驗方法
2O3@PMMA聚合物的制備"> 2.2.1 高分散納米Al2O3@PMMA聚合物的制備
2.2.2 納米復合聚合物電解質(zhì)隔膜的制備
2.3 電極制備及電池裝配
2.3.1 電極制備
2.3.2 模擬電池
2.3.3 扣式電池
2.4 復合聚合物電解質(zhì)的表征方法
2.4.1 X射線粉末衍射(XRD)分析
2.4.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
2.4.3 透射電子顯微鏡(TEM)分析
2.4.4 熱重分析(DSC-TG)
2.4.5 紅外光譜分析
31P-NMR分析"> 2.4.6 31P-NMR分析
2.4.7 吸液率與保液率
2.4.8 電化學性能
2.4.9 電池性能
2O3改性復合電解質(zhì)隔膜的制備及性能">第3章 高分散納米Al2O3改性復合電解質(zhì)隔膜的制備及性能
3.1 引言
3.2 復合電解質(zhì)隔膜的表征
3.2.1 表面形貌及結(jié)構(gòu)
3.2.2 X射線衍射分析(XRD)
3.2.3 紅外分析
3.2.4 熱力學性能分析
3.2.5 隔膜的吸液率與保液率分析
3.2.6 電化學性能分析
3.2.7 復合隔膜的電極界面穩(wěn)定性
3.3 電池性能
3.3.1 電池循環(huán)性能
3.3.2 電池倍率性能
3.4 結(jié)論
第4章 磷腈類電解液阻燃劑的制備及其在電池中的性能
4.1 引言
4.2 含氟磷腈阻燃劑的制備及電解液中添加量的確定
4.2.1 含氟磷腈阻燃劑量的確定
4.2.2 含阻燃劑的電解液的配制
4.3 含氟磷腈的表征
31P-NMR分析"> 4.3.1 31P-NMR分析
4.3.2 紅外分析
4.4 含氟磷腈電解液添加劑對正極的影響
4.5 含氟磷腈電解液添加劑對負極的影響
4.6 結(jié)論
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間主要研究成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]隔膜涂覆改善鋰離子電池性能的研究[J]. 郭鋒,劉月學,姜鐵坤,李小平. 電池. 2015(03)
[2]納米二氧化硅/聚酰亞胺涂層改性聚丙烯隔膜[J]. 胡旭堯,尚玉明,王要武,王莉,何向明,周藝,崔濤. 電池. 2013(06)
[3]鋰離子電池電解質(zhì)鹽LiBF4的制備新方法及表征[J]. 劉建文,李新海,王志興,郭華軍,胡啟陽. 無機化學學報. 2009(01)
[4]鋰離子電池電解液研究進展[J]. 郭營軍,晨暉,謝燕婷. 新材料產(chǎn)業(yè). 2007(08)
[5]鋰在人造石墨、中間相炭微球及無定形碳中的擴散系數(shù)(英文)[J]. 郭華軍,李新海,張新明,王紅強,王志興,彭文杰. 新型炭材料. 2007(01)
[6]改性石墨用作鋰離子蓄電池負極材料[J]. 唐致遠,吳菲. 電源技術(shù). 2006(02)
[7]TTFP在鋰離子蓄電池電解液中的阻燃性能[J]. 孫斌,周震濤,夏信德. 電源技術(shù). 2005(09)
[8]國外含磷系、鹵素系阻燃聚氨酯材料的研究進展[J]. 常海,王吉貴,甘孝賢. 火炸藥學報. 2004(02)
[9]鋰離子電池隔膜的研究與開發(fā)[J]. 胡繼文,許凱,沈家瑞. 高分子材料科學與工程. 2003(01)
本文編號:2984436
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