含氟聚合物多孔膜的电化学行为及性能研究

发布时间：2024-01-21 08:17

　　电池隔膜是影响电池安全性和循环性能的关键组件之一,优良性能的电池隔膜一直受到国内外学者的广泛关注。含氟聚合物膜由于良好的耐热性、耐化学腐蚀性等特点,在日常生活中具有广泛的应用。但由于其对电解液的润湿性较差,较少用于电化学领域。本论文基于凝胶聚电解质、无机组分对于含氟聚合物多孔膜润湿性和电化学性能的增强作用,对含氟聚合物多孔膜其表面进行杂化改性,制备可用于锂离子电池循环体系下应用的含氟聚合物复合隔膜,与含氟聚合物多孔膜相比,复合膜的电化学性能明显提高,其组装的电池性能也得到明显提升。本论文为含氟聚合物隔膜在电池领域的应用提供基础。首先采用聚乙烯亚胺(PEI)凝胶聚电解质与氟碳表面活性剂(QS)结合,对聚四氟乙烯(PTFE)多孔膜表面进行改性,得到了亲水性与亲液性能良好的PTFE/PEI复合膜。采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)、接触角测量仪、电化学工作站对复合膜的结构与电化学性能进行表征,并将其组装在锂离子C2032电池中,研究QS表面改性时间对PTFE/PEI复合膜性能的影响。结果表明,最优条件下改性的PTFE/PEI复合膜对纯水接触角在4s内下降至0°,对有机电解液...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 锂离子电池及其隔膜
    1.2 锂离子电池隔膜及其改性
        1.2.1 锂离子电池隔膜种类
            1.2.1.1 聚烯烃隔膜
            1.2.1.2 新型聚合物隔膜
            1.2.1.3 含氟聚合物多孔膜
        1.2.2 锂离子电池隔膜改性
            1.2.2.1 接枝改性
            1.2.2.2 共混改性
            1.2.2.3 填充改性
            1.2.2.4 复合改性
    1.3 论文的研究意义及研究内容
    1.4 论文研究来源
第2章 凝胶聚电解质对PTFE隔膜的亲液改性及其电化学性能
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂及药品
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 PTFE/PEI复合膜的制备
        2.2.4 PTFE/PEI复合膜的表征
        2.2.5 PTFE/PEI复合膜的电化学表征
        2.2.6 PTFE/PEI复合膜的电池性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 PTFE/PEI复合膜的微观形貌分析
        2.3.2 PTFE/PEI复合膜的ATR-FTIR分析
        2.3.3 PTFE/PEI复合膜的润湿性与吸液率
        2.3.4 PTFE/PEI复合膜的电化学性能
        2.3.5 PTFE/PEI复合膜在电池循环中的性能
    2.4 本章小结
第3章 PTFE/PEI-SiO₂ 复合膜及其电化学性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂及药品
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 PTFE/PEI-SiO₂ 复合膜的制备
        3.2.4 PTFE/PEI-SiO₂ 复合膜的表征
        3.2.5 PTFE/PEI-SiO₂ 复合膜的电化学表征
        3.2.6 PTFE/PEI-SiO₂ 复合膜的电池性能测试
        3.2.7 复合膜的热稳定性测试
        3.2.8 PTFE/PEI-SiO₂ 复合膜在钠电池体系中的性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 PTFE/PEI-SiO₂ 复合膜的微观形貌分析
        3.3.2 PTFE/PEI-SiO₂ 复合膜的ATR-FTIR分析
        3.3.3 PTFE/PEI-SiO₂ 复合膜的表面润湿性与吸液率
        3.3.4 改性溶液中正硅酸乙酯含量对PTFE/PEI-SiO₂ 复合膜的结构影响
        3.3.5 正硅酸乙酯含量对PTFE/PEI-SiO₂ 复合膜的电化学性能影响
        3.3.6 正硅酸乙酯含量对PTFE/PEI-SiO₂ 复合膜的电池性能影响
        3.3.7 PTFE/PEI-SiO₂ 复合膜在电池循环测试中的性能
        3.3.8 PTFE/PEI和 PTFE/PEI-SiO₂ 复合膜的热稳定性
        3.3.9 PTFE/PEI-SiO₂ 复合膜与商业隔膜在电池循环中的性能对比
    3.4 本章小结
第4章 PVDF/PDDA@TiO₂ 复合膜及其电化学性能
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂及药品
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 PVDF/PDDA@TiO₂ 复合膜的制备
        4.2.4 PVDF/PDDA@TiO₂ 复合膜的表征
        4.2.5 PVDF/PDDA@TiO₂ 复合膜的电化学表征
        4.2.6 PVDF/PDDA@TiO₂ 复合膜的电池性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 PVDF/PDDA@TiO₂ 复合膜的微观形貌分析
        4.3.2 PVDF/PDDA@TiO₂ 复合膜的ATR-FTIR分析
        4.3.3 PVDF/PDDA@TiO₂ 复合膜的表面润湿性
        4.3.4 PVDF/PDDA@TiO₂ 复合膜的电化学性能
        4.3.5 PVDF/PDDA@TiO₂ 复合膜在电池循环中的性能
    4.4 本章小结
总结
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的学术成果
致谢



本文编号：3881571