聚合物電解質(zhì)以凝膠狀存在,可以很好的解決常規(guī)鋰離子電池安全性問題。為滿足聚合物電池的商業(yè)應(yīng)用,提升聚合物電解質(zhì)電化學(xué)性能成為有效途徑。我們以加入填充物為改性聚合物的主要手段,系統(tǒng)的研究填充物含量對電解質(zhì)的影響,以期待制備出高能量密度和循環(huán)性好的固態(tài)聚合物電解質(zhì)。主要的研究內(nèi)容如下:(1)利用熱澆筑法簡單快速制備出了凝膠型聚合物電解質(zhì)(GPE),其中氧化石墨烯(GO)作為填充物。GO的添加降低了聚合物的結(jié)晶度,由原來的41.4%最低可變?yōu)?0.5%,達到了減小50%以上的效果。結(jié)果表明正是結(jié)晶度的降低,使得聚合物電解質(zhì)離子電導(dǎo)率增加了接近300%,最高可達1.3m S/cm,表現(xiàn)出最小的離子運輸活化能Ea為1.076J/mol。于此同時,GO的添加顯著提升了GPE的鋰離子遷移數(shù),最高達到0.79。在GO改性GPE的綜合效應(yīng)下,組裝成LFP/Li體系后,其比容量較未改性前也增加了20%左右,并且表現(xiàn)出更加穩(wěn)定的循環(huán)性能,0.2C循環(huán)100圈后比容量保有率為94.4%。在GO改性GPE的同時,存在GO在聚合物基體分布不均的情況,GO在聚合物中可能發(fā)生了一定的卷曲和團簇現(xiàn)象,究其原因是因為GO...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 鋰離子電池的概述
        1.1.1 按照正極材料分類
        1.1.2 按照負(fù)極材料分類
        1.1.3 按照電解質(zhì)分類
    1.2 固態(tài)電解質(zhì)的概述
        1.2.1 無機固態(tài)電解質(zhì)分類和傳輸機理
        1.2.2 聚合物固態(tài)電解質(zhì)分類和傳輸機理
    1.3 凝膠聚合物電解質(zhì)
        1.3.1 凝膠聚合物電解質(zhì)的優(yōu)勢
        1.3.2 凝膠聚合物電解質(zhì)的制備
    1.4 填充物的應(yīng)用和選擇
        1.4.1 惰性填充物的應(yīng)用
        1.4.2 活性填充物的應(yīng)用
        1.4.3 填充物的選擇
    1.5 本論文的研究目的和主要內(nèi)容
第2章 實驗材料及研究方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 主要化學(xué)試劑及原材料
        2.1.2 主要實驗儀器
    2.2 實驗過程
        2.2.1 制備氧化石墨烯(GO)
        2.2.2 制備凝膠型電解質(zhì)膜
        2.2.3 制備LFP正極
        2.2.4 組裝LFP/Li體系
    2.3 實驗表征與測試
        2.3.1 電解質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)和形貌表征方法
            2.3.1.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
            2.3.1.2 X射線衍射(XRD)
            2.3.1.3 傅里葉外紅光譜(FTIR)
            2.3.1.4 熱重分析(TGA)
            2.3.1.5 二次離子飛行時間質(zhì)譜(TOF)
        2.3.2 電化學(xué)測試方法
            2.3.2.1 電解質(zhì)離子電導(dǎo)率的測試
            2.3.2.2 電解質(zhì)電化學(xué)窗口和循環(huán)伏安測試
            2.3.2.3 電解質(zhì)鋰離子遷移數(shù)
            2.3.2.4 電化學(xué)交流阻抗譜
            2.3.2.5 充放電性能
第3章 氧化石墨烯對凝膠聚合物電解質(zhì)性能的研究
    3.1 GO為填充物GPE的制備
    3.2 GPE的物理性能研究
        3.2.1 GO的表征
        3.2.2 GPE的形貌
        3.2.3 GPE的結(jié)晶度
    3.3 GPE的電化學(xué)性質(zhì)研究
        3.3.1 離子電導(dǎo)率
        3.3.2 電化學(xué)窗口
        3.3.3 電化學(xué)交流阻抗
        3.3.4 鋰離子遷移數(shù)
    3.4 GPE組裝成LFP/Li體系的性能研究
    3.5 本章小結(jié)
第4章 改性氧化石墨烯對凝膠聚合物電解質(zhì)性能的研究
    4.1 GO-PEO為填充物GPEP的制備
        4.1.1 GO-PEO的合成
        4.1.2 GO-PEO為填充物GPEP的制備
    4.2 GPEP的物理性能研究
        4.2.1 GO-PEO的表征
        4.2.2 GPEP的物理性能研究
    4.3 GPEP的電化學(xué)性能研究
        4.3.1 離子電導(dǎo)率
        4.3.2 電化學(xué)交流阻抗
        4.3.3 鋰離子遷移數(shù)
        4.3.4 對鋰循環(huán)
    4.4 GPEP組裝成LFP/Li體系的性能研究
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果



本文編號：3813683