鋰離子電池與其他可充電電池相比,具有能量密度高、成本低廉、環(huán)境友好、尺寸輕巧和使用壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)并在數(shù)碼領(lǐng)域中發(fā)揮著不可替代的作用。近些年,隨著交通運(yùn)輸、航天航空及固定式儲(chǔ)能等領(lǐng)域的迅速發(fā)展,鋰離子電池需要進(jìn)一步提高能量和功率密度才能更好的滿足在這些領(lǐng)域應(yīng)用。作為鋰離子電池的關(guān)鍵組件之一,隔膜對(duì)于電池在電化學(xué)表現(xiàn)、循環(huán)壽命和安全性方面起著至關(guān)重要的作用。聚烯烴隔膜憑借著較高的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性成為目前主要商用的鋰離子電池隔膜,但是聚烯烴隔膜孔隙率低,對(duì)電解液親和性較差,導(dǎo)致在循環(huán)過(guò)程中隔膜對(duì)電解液持液能力弱,限制著電池在大倍率下的應(yīng)用。此外,聚烯烴隔膜熱穩(wěn)定性差,高溫下的隔膜容易發(fā)生熱尺寸收縮,引起電池發(fā)生短路導(dǎo)致電池爆炸,同樣限制著電池在高溫下的應(yīng)用。為了解決上述問(wèn)題,研究人員對(duì)鋰離子電池隔膜提出了更高的要求。與聚烯烴隔膜相比,聚酰亞胺（PI）分子結(jié)構(gòu)多樣,經(jīng)電紡制得的PI納米纖維膜孔隙率高、電解液浸潤(rùn)性高和熱穩(wěn)定性好,是一種理想的新型鋰離子電池隔膜材料。本論文通過(guò)分子設(shè)計(jì)和堿解刻蝕的方法,在不額外增加電池隔膜重量和厚度的同時(shí),成功得到表面含有羧基結(jié)構(gòu)的PI納米纖維膜。使納米纖維... 

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 聚酰亞胺
        1.1.1 聚酰亞胺的簡(jiǎn)介
        1.1.2 聚酰亞胺的合成
        1.1.3 聚酰亞胺的分類
        1.1.4 聚酰亞胺的應(yīng)用
    1.2 靜電紡絲
        1.2.1 靜電紡絲的簡(jiǎn)介
        1.2.2 靜電紡絲的裝置組成
        1.2.3 靜電紡絲的原理
        1.2.4 靜電紡絲的影響因素
        1.2.5 靜電紡絲的發(fā)展歷史
        1.2.6 靜電紡絲的應(yīng)用
    1.3 鋰離子電池
        1.3.1 鋰離子電池簡(jiǎn)介
        1.3.2 鋰離子電池組成
        1.3.3 傳統(tǒng)聚烯烴隔膜
        1.3.4 新型無(wú)紡布隔膜
    1.4 本課題研究背景及研究意義
    1.5 本課題主要研究?jī)?nèi)容
    1.6 本課題的創(chuàng)新之處
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備
    2.2 聚酰胺酸(PAA)納米纖維膜的制備
    2.3 氨水誘導(dǎo)法制備含羧酸基元的聚酰亞胺納米纖維膜
    2.4 堿解刻蝕法制備表面羧基化的聚酰亞胺納米纖維膜
    2.5 實(shí)驗(yàn)表征
        2.5.1 SEM形貌表征
        2.5.2 FTIR表征
        2.5.3 力學(xué)性能表征
        2.5.4 X射線光電子能譜表征(XPS)
        2.5.5 孔隙率表征
        2.5.6 吸液率表征
        2.5.7 接觸角和浸潤(rùn)性表征(CA)
        2.5.8 動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能表征(DMA)
        2.5.9 熱失重測(cè)試表征(TGA)
        2.5.10 靜態(tài)熱機(jī)械性能表征(TMA)
        2.5.11 熱尺寸穩(wěn)定性表征
        2.5.12 交流阻抗表征(EIS)
        2.5.13 電化學(xué)穩(wěn)定性表征(LSV)
        2.5.14 電池性能表征
第三章 氨水誘導(dǎo)法制備表面含羧酸基元的聚酰亞胺納米纖維膜
    3.1 納米纖維膜的物化性能分析
        3.1.1 氨水誘導(dǎo)對(duì)納米纖維膜形貌的影響
        3.1.2 氨水誘導(dǎo)對(duì)納米纖維膜化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響
        3.1.3 表面基團(tuán)含量分析
        3.1.4 納米纖維膜熱失重分析
        3.1.5 納米纖維膜動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能分析
        3.1.6 納米纖維膜熱尺寸穩(wěn)定性能分析
        3.1.7 納米纖維膜力學(xué)性能分析
        3.1.8 納米纖維膜表面浸潤(rùn)性分析
        3.1.9 納米纖維膜孔結(jié)構(gòu)分析
    3.2 納米纖維膜作為鋰離子電池隔膜的應(yīng)用研究
        3.2.1 納米纖維膜的電化學(xué)穩(wěn)定性和離子電導(dǎo)性能分析
        3.2.2 以納米纖維膜為隔膜的鋰離子電池的性能測(cè)試
        3.2.3 羧基促進(jìn)鋰離子遷移的作用機(jī)理
第四章 堿解刻蝕法制備羧基化聚酰亞胺納米纖維膜
    4.1 納米纖維膜的物化性能分析
        4.1.1 堿解時(shí)間對(duì)納米纖維膜形貌的影響
        4.1.2 堿解刻蝕對(duì)納米纖維膜化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響
        4.1.3 表面基團(tuán)含量分析
        4.1.4 納米纖維膜熱失重分析
        4.1.5 納米纖維膜動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能分析
        4.1.6 納米纖維膜熱尺寸穩(wěn)定性能分析
        4.1.7 納米纖維膜力學(xué)性能分析
        4.1.8 納米纖維膜表面浸潤(rùn)性分析
        4.1.9 納米纖維膜孔結(jié)構(gòu)分析
    4.2 納米纖維膜作為鋰離子電池隔膜的應(yīng)用研究
        4.2.1 納米纖維膜的電化學(xué)穩(wěn)定性和離子電導(dǎo)性能分析
        4.2.2 以納米纖維膜為隔膜的鋰離子電池的性能測(cè)試
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
科研成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
導(dǎo)師和作者簡(jiǎn)介
附件



本文編號(hào)：3654271