PEO-Al 2 O 3 复合隔膜和生物碳负极材料制备及电化学性能研究

发布时间：2023-03-12 21:37

　　锂离子电池是当代最主要的储能器件之一。随着时代发展,人们对其容量以及能量密度要求逐渐增高,随之电池的安全问题以及锂资源匮乏问题相继出现。本论文针对上述问题,主要以PEO复合隔膜和钠离子生物碳负极材料为研究对象。研究了复合隔膜的结构及其电化学性能,探讨了生物碳材料的结构和储钠性能。主要研究内容如下:本文以聚氧化乙烯(PEO)和氧化铝(Al₂O₃)为原料,利用涂膜法制备出系列PEO-Al₂O₃复合隔膜。探索了Al₂O₃添加量对PEO-Al₂O₃复合隔膜的性能影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱分析(XPS)、热重分析(TG)及燃烧实验法对复合隔膜的形貌、元素分布、相组成、表面化学状态和热稳定性进行表征。通过线性扫描伏安法(LSV)、电化学交流阻抗法(EIS)、孔隙率和吸液率实验考察了复合隔膜的电化学窗...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池概述
        1.2.1 锂离子电池的发展史
        1.2.2 锂离子电池的组成和工作原理
        1.2.3 锂离子电池正极材料
        1.2.4 锂离子电池负极材料
        1.2.5 锂离子电池电解液
    1.3 聚合物电解质简介及研究现状
        1.3.1 全固态聚合物电解质(All-Solid Polymer Electrolyte, SPE)
        1.3.2 凝胶聚合物电解质(Gel Polymer Electrolyte, GPE)
        1.3.3 隔膜/液态电解质
    1.4 钠离子电池概述
        1.4.1 钠离子电池简介
        1.4.2 钠离子电池的组成和工作原理
        1.4.3 钠离子电池正极材料
        1.4.4 钠离子电池负极材料
        1.4.5 钠离子电池电解液
    1.5 选题依据和研究内容
第二章 实验方法与性能表征
    2.1 实验试剂与仪器设备
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验设备
    2.2 材料物理性能表征
        2.2.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.2.2 扫描电子显微镜分析(SEM)
        2.2.3 红外光谱分析(FTIR)
        2.2.4 比表面积和孔径分布分析(BET)
        2.2.5 X射线光电子能谱分析(XPS)
        2.2.6 透射电子显微镜(TEM)
        2.2.7 热失重分析(TG)
        2.2.8 吸液率测试
        2.2.9 孔隙率测试
        2.2.10 阻燃测试
        2.2.11 接触角测试
    2.3 电池制备与组装
        2.3.1 扣式电池制备与组装
        2.3.2 软包电池制备与组装
    2.4 电化学性能测试
        2.4.1 离子电导率测试
        2.4.2 电化学稳定窗口测试(LSV)
        2.4.3 恒流充放电测试
        2.4.4 循环伏安测试(CV)
        2.4.5 电化学阻抗测试(EIS)
第三章 高安全性 PEO-Al₂O₃ 复合隔膜制备及电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 PEO-Al₂O₃ 复合隔膜制备
    3.3 结果与分析
        3.3.1 形貌分析
        3.3.2 结构分析
        3.3.3 离子电导率、吸液率、孔隙率和接触角分析
        3.3.4 热稳定性分析
        3.3.5 电化学稳定性测试
        3.3.6 电池性能测试
    3.4 本章小结
第四章 生物模板法合成酵母碳微球负极材料及其储钠性能研究
    4.1 引言
    4.2 酵母硬碳的制备
    4.3 结果与分析
        4.3.1 形貌分析
        4.3.2 结构分析
        4.3.3 孔径分布分析
        4.3.4 电池性能测试
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其它研究成果



本文编号：3761988