二氧化硅增强锂电池PE隔膜热稳定性和电化学性能的研究
发布时间：2022-09-30 19:47
锂离子电池具有工作电压高、能量密度高、使用寿命长等优点,是一种很有发展前景的储能应用电源。然而,用于制造锂离子电池的传统材料固有的安全和效率问题限制了它们的进一步应用。隔膜是锂离子电池的核心部件,它不仅为锂离子迁移提供微孔通道,而且通过切断正极和负极,起到防止短路的关键作用。目前商用的锂离子电池隔膜是由聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）等聚烯烃制成的。然而,传统聚烯烃隔膜受到表面能的限制导致电解液的润湿性和滞留性较差。此外,当工作温度过高时,隔膜可能被损坏,并造成短路,引起锂离子电池爆炸,隔膜的热稳定性差和对电解液浸润性不足严重影响锂离子电池的安全性能和电化学性能。在解决方法中,陶瓷复合层的引入由于其防止隔膜热收缩和提高电解液润湿性的优势而得到了大量的研究。本论文采用表面能较高的纳米二氧化硅（SiO2）无机粒子和聚乙烯醇（PVA）作为粘结剂组成的涂覆液对商品化的PE隔膜涂覆改性,并在此基础上加入锂盐和CNT进行复合,以期得到更好的综合性能。本论文首先以4%的PVA水溶液作为粘结剂,受到混凝土“沙石”结构的启发,将不同比例的微米SiO2和纳米SiO...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 锂电池的概述
1.2.1 锂电池的组成
1.2.2 锂电池的工作原理
1.3 锂电池隔膜的分类
1.3.1 微孔聚烯烃隔膜
1.3.2 无纺布隔膜
1.3.3 静电纺丝隔膜
1.4 锂离子电池隔膜的基本性能要求
1.4.1 机械性能
1.4.2 热稳定性能
1.4.3 电解液浸润性能
1.5 聚烯烃隔膜改性方法
1.5.1 多层聚烯烃隔膜
1.5.2 官能团接枝改性聚烯烃隔膜
1.5.3 纳米粒子改性聚烯烃隔膜
1.6 纳米粒子改性聚烯烃隔膜的国内外研究概述
1.7 本课题的研究内容
第2章 微纳硅粒子增强PE锂电池隔膜的应用研究
2.1 引言
2.2 实验原料及仪器
2.2.1 实验原料
2.2.2 实验仪器
2.3 实验过程
2.3.1 PE/MSiO_2 复合隔膜涂覆液的制备
2.3.2 PE/MSiO_2 复合隔膜的制备
2.4 PE/MSiO_2 复合隔膜的性能测试[22-26]
2.4.1 吸液率和孔隙率测试
2.4.2 接触角测试
2.4.3 扫描电镜
2.4.4 热稳定性测试
2.4.5 力学性能测试
2.4.6 离子电导率测试
2.4.7 交流阻抗测试
2.4.8 电性能测试
2.5 结果与讨论
2.5.1 SiO_2复合隔膜的吸液率和孔隙率
2.5.2 SiO_2复合隔膜的形貌分析
2.5.3 SiO_2复合隔膜的电解液静态接触角
2.5.4 SiO_2复合隔膜的热性能
2.5.5 SiO_2复合隔膜的力学性能
2.5.6 SiO_2复合隔膜的离子电导率
2.5.7 SiO_2复合隔膜的交流阻抗
2.5.8 SiO_2复合隔膜的电化学性能
2.6 本章小结
第3章 锂盐/SiO_2增强PE复合隔膜的应用研究
3.1 引言
3.2 实验原料及仪器
3.2.1 实验原料
3.2.2 实验仪器
3.3 PE/LSiO_2 复合隔膜的制备
3.3.1 PE隔膜的锂盐/乙醇溶液预处理
3.3.2 PE/LSiO_2 复合隔膜涂覆液的制备
3.3.3 PE/LSiO_2 复合隔膜的制备
3.4 PE/LSiO_2 复合隔膜性能测试
3.5 结果与讨论
3.5.1 PE/LSiO_2 复合隔膜的吸液率和孔隙率
3.5.2 PE/LSiO_2复合隔膜形貌分析
3.5.3 PE/LSiO_2 复合隔膜的电解液静态接触角
3.5.4 PE/LSiO_2 复合隔膜的热性能
3.5.5 PE/LSiO_2 复合隔膜的力学性能
3.5.6 PE/LSiO_2 复合隔膜的离子电导率
3.5.7 PE/LSiO_2 复合隔膜的交流阻抗
3.5.8 PE/LSiO_2 复合隔膜的电性能
3.6 本章小结
第4章 CNT/SiO_2 增强PE复合隔膜的应用研究
4.1 引言
4.2 实验原料及仪器
4.2.1 实验原料
4.2.2 实验仪器
4.3 实验过程
4.3.1 PE/SiO_2CNT复合隔膜涂覆液的制备
4.3.2 PE/SiO_2CNT复合隔膜的制备
4.4 PE/SiO_2CNT复合隔膜的性能测试
4.5 结果与讨论
4.5.1 PE/SiO_2CNT复合隔膜的吸液率和孔隙率
4.5.2 PE/SiO_2CNT复合隔膜的形貌分析
4.5.3 PE/SiO_2CNT复合隔膜的电解液静态接触角
4.5.4 PE/SiO_2CNT复合隔膜的热性能
4.5.5 PE/SiO_2CNT复合隔膜的力学性能
4.5.6 PE/SiO_2CNT复合隔膜的离子电导率
4.5.7 PE/SiO_2CNT复合隔膜的交流阻抗
4.5.8 PE/SiO_2CNT复合隔膜的电化池性能
4.6 本章小结
第5章 结论
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果
本文编号：3684163
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 锂电池的概述
1.2.1 锂电池的组成
1.2.2 锂电池的工作原理
1.3 锂电池隔膜的分类
1.3.1 微孔聚烯烃隔膜
1.3.2 无纺布隔膜
1.3.3 静电纺丝隔膜
1.4 锂离子电池隔膜的基本性能要求
1.4.1 机械性能
1.4.2 热稳定性能
1.4.3 电解液浸润性能
1.5 聚烯烃隔膜改性方法
1.5.1 多层聚烯烃隔膜
1.5.2 官能团接枝改性聚烯烃隔膜
1.5.3 纳米粒子改性聚烯烃隔膜
1.6 纳米粒子改性聚烯烃隔膜的国内外研究概述
1.7 本课题的研究内容
第2章 微纳硅粒子增强PE锂电池隔膜的应用研究
2.1 引言
2.2 实验原料及仪器
2.2.1 实验原料
2.2.2 实验仪器
2.3 实验过程
2.3.1 PE/MSiO_2 复合隔膜涂覆液的制备
2.3.2 PE/MSiO_2 复合隔膜的制备
2.4 PE/MSiO_2 复合隔膜的性能测试[22-26]
2.4.1 吸液率和孔隙率测试
2.4.2 接触角测试
2.4.3 扫描电镜
2.4.4 热稳定性测试
2.4.5 力学性能测试
2.4.6 离子电导率测试
2.4.7 交流阻抗测试
2.4.8 电性能测试
2.5 结果与讨论
2.5.1 SiO_2复合隔膜的吸液率和孔隙率
2.5.2 SiO_2复合隔膜的形貌分析
2.5.3 SiO_2复合隔膜的电解液静态接触角
2.5.4 SiO_2复合隔膜的热性能
2.5.5 SiO_2复合隔膜的力学性能
2.5.6 SiO_2复合隔膜的离子电导率
2.5.7 SiO_2复合隔膜的交流阻抗
2.5.8 SiO_2复合隔膜的电化学性能
2.6 本章小结
第3章 锂盐/SiO_2增强PE复合隔膜的应用研究
3.1 引言
3.2 实验原料及仪器
3.2.1 实验原料
3.2.2 实验仪器
3.3 PE/LSiO_2 复合隔膜的制备
3.3.1 PE隔膜的锂盐/乙醇溶液预处理
3.3.2 PE/LSiO_2 复合隔膜涂覆液的制备
3.3.3 PE/LSiO_2 复合隔膜的制备
3.4 PE/LSiO_2 复合隔膜性能测试
3.5 结果与讨论
3.5.1 PE/LSiO_2 复合隔膜的吸液率和孔隙率
3.5.2 PE/LSiO_2复合隔膜形貌分析
3.5.3 PE/LSiO_2 复合隔膜的电解液静态接触角
3.5.4 PE/LSiO_2 复合隔膜的热性能
3.5.5 PE/LSiO_2 复合隔膜的力学性能
3.5.6 PE/LSiO_2 复合隔膜的离子电导率
3.5.7 PE/LSiO_2 复合隔膜的交流阻抗
3.5.8 PE/LSiO_2 复合隔膜的电性能
3.6 本章小结
第4章 CNT/SiO_2 增强PE复合隔膜的应用研究
4.1 引言
4.2 实验原料及仪器
4.2.1 实验原料
4.2.2 实验仪器
4.3 实验过程
4.3.1 PE/SiO_2CNT复合隔膜涂覆液的制备
4.3.2 PE/SiO_2CNT复合隔膜的制备
4.4 PE/SiO_2CNT复合隔膜的性能测试
4.5 结果与讨论
4.5.1 PE/SiO_2CNT复合隔膜的吸液率和孔隙率
4.5.2 PE/SiO_2CNT复合隔膜的形貌分析
4.5.3 PE/SiO_2CNT复合隔膜的电解液静态接触角
4.5.4 PE/SiO_2CNT复合隔膜的热性能
4.5.5 PE/SiO_2CNT复合隔膜的力学性能
4.5.6 PE/SiO_2CNT复合隔膜的离子电导率
4.5.7 PE/SiO_2CNT复合隔膜的交流阻抗
4.5.8 PE/SiO_2CNT复合隔膜的电化池性能
4.6 本章小结
第5章 结论
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果
本文编号：3684163
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3684163.html
