PPEK电纺纤维膜作为锂离子电池隔膜的研究

发布时间：2020-09-14 21:00

　　 隔膜是锂离子电池的重要组成部分,对电池的容量、使用寿命以及安全性能等都起着重要的影响。常用的隔膜是通过干法或湿法制备的聚烯烃隔膜,其存在孔隙率低、吸液率差、热稳定性差等缺点,限制了电池的性能,并且易导致安全性问题。因此制备一种吸液率高、电解液浸润性好、热尺寸稳定性好的隔膜十分必要。PPEK具有良好的耐高温性能,可赋予隔膜耐高温的特性,提高电池的安全性能。静电纺丝是一种简单可控的方法,其制备的纤维膜具有结构均一、高孔隙率和高吸液率等优点。本论文采用具有良好耐高温性能的新型聚芳醚酮PPEK作为主要材料,选择静电纺丝作为制造工艺。主要的研究工作如下:1、SiO_2表面存在不饱和Si—O键以及羟基,极性较强,可以增强隔膜的电解液亲和性、热稳定性和离子电导率等。为提高隔膜的孔隙率、吸液率和电化学性能等,采用SiO_2进行改性,考察了SiO_2添加量对PPEK电纺纤维膜性能的影响。实验结果表明:随着SiO_2添加量的增加,电纺纤维膜的孔隙率、吸液率、热尺寸稳定性、离子电导率等均得到提升。当SiO_2添加量为6 wt%时,电纺纤维膜综合性能较为优异,其微观形貌良好,满足力学性能的要求;孔隙率和吸液率分别为179%和1031%;在200℃下热处理1 h后热收缩率为0,具有良好的热尺寸稳定性;此外还具有良好的电化学性能、电池循环和倍率性能。2、电纺纤维膜作为隔膜使用时需要具备一定的强度,为改善电纺纤维膜的力学性能,采用溶剂蒸汽处理的方法。通过调节溶剂蒸汽处理时间,考察了溶剂蒸汽处理时间对PPEK电纺纤维膜性能的影响。实验结果表明:随着溶剂蒸汽处理时间的增加,电纺纤维膜的力学性能得到改善,孔隙率和吸液率等虽有所下降,但由于电纺纤维膜的多孔结构,使其孔隙率和吸液率仍远高于商品化PP隔膜。该电纺纤维膜在200℃下热处理1 h后热收缩率为0,具有良好的热尺寸稳定性。当溶剂蒸汽处理时间为36 h时,所得到的PPEK电纺纤维膜综合性能较为优异,其在力学性能得到有效提高的同时,保有着较高的孔隙率和吸液率、电化学性能、电池循环和倍率性能。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ340.64;TM912

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;眼纤维膜疾病[J];国外科技资料目录.医药卫生;2000年07期

2 ;眼纤维膜疾病[J];国外科技资料目录.医药卫生;2000年10期

3 ;眼纤维膜疾病[J];国外科技资料目录.医药卫生;2000年06期

4 ;眼纤维膜疾病[J];国外科技资料目录.医药卫生;1998年10期

5 ;眼纤维膜疾病[J];国外科技资料目录.医药卫生;1999年10期

6 ;眼纤维膜疾病[J];国外科技资料目录.医药卫生;1997年06期

7 ;眼纤维膜疾病[J];国外科技资料目录.医药卫生;1997年03期

8 ;眼纤维膜疾病[J];国外科技资料目录.医药卫生;1997年12期

9 ;新型屋面结构材料——纤维膜材[J];工业建筑;1989年08期

10 卢映蓉;牟颖;李丽云;蔡婷;吴飞;;血管内皮生长因子(VEGF)乳液法电纺纤维膜的体外研究[J];现代生物医学进展;2014年28期

相关会议论文 前10条

1 范丽娟;宋婧;许晓前;缪克松;吴铭;;共轭高分子荧光传感纤维膜中基质高分子作用的讨论[A];2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题G 光电功能高分子[C];2015年

2 丁雅梅;王秀奎;郭万春;袁晓燕;;明胶/低晶态磷灰石复合纤维膜的研究[A];中国复合材料学术研讨会论文集[C];2005年

3 丁雅梅;王秀奎;郭万春;袁晓燕*;;明胶/低晶态磷灰石复合纤维膜的研究[A];全国首届青年复合材料学术交流会论文集[C];2007年

4 韩素青;柏自奎;;丝素粉体-聚己内酯复合纤维膜的制备及性能[A];2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题B 生物大分子[C];2015年

5 韩凤选;贾潇凌;赵瑾;赵蕴慧;樊瑜波;袁晓燕;;利用明胶促进细胞向电纺纤维膜内部生长的研究[A];2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题I：生物高分子与天然高分子[C];2013年

6 鲁遥;赵鹏程;胡应乾;蒋宏亮;王利群;;同轴电纺制备生物降解多功能核壳纤维膜[A];中国化学会第26届学术年会功能高分子科学前沿分会场论文集[C];2008年

7 犹明浩;闫旭;龙云泽;;彩色溶液电纺制备彩色疏水纤维膜[A];中国第四届静电纺丝大会（CICE 2016）摘要集[C];2016年

8 侯兰兰;王女;赵勇;;浸润性可调纳米纤维膜用于混合有机液体分离[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第十一分会：应用化学[C];2016年

9 曹素娇;王孝军;张刚;杨杰;;超疏水PES/PDA/ODTS复合纤维膜的制备与表征[A];中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题K：高性能高分子[C];2017年

10 袁晓燕;周芳;周培琼;文美玲;赵蕴慧;;改性电纺纤维膜miRNA-126递送体系研究[A];中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题F：生物医用高分子[C];2017年

相关重要报纸文章 前3条

1 王景春　唐贵炎;兴邦将批量生产纳米纤维膜[N];中国化工报;2010年

2 本报记者 温维健;低头拉车 抬头看路[N];中国纺织报;2014年

3 曹金龙 李燕;沧炼纤维膜脱硫醇技术一举多得[N];中国化工报;2004年

相关博士学位论文 前10条

1 吕方;有机/无机复合电纺纤维膜用于皮肤创面修复的研究[D];华东师范大学;2017年

2 朱业凯;凹凸棒土纳米纤维膜的制备及结构与性能[D];东华大学;2017年

3 葛建龙;乳化含油污水净化用静电纺纳米纤维膜的结构设计及性能研究[D];东华大学;2018年

4 王耀明;高温烟气净化用孔梯度陶瓷纤维膜的设计、制备及特性[D];武汉理工大学;2007年

5 陈正坚;明胶/聚己内酯基电纺纤维膜的制备及其性能与应用研究[D];浙江大学;2012年

6 刘雷艮;静电纺聚砜纤维膜的改性处理及对染料的过滤性能研究[D];苏州大学;2013年

7 赵龙;聚合物超细纤维结合聚集诱导发光效应的生物传感体系[D];西南交通大学;2017年

8 周伟涛;丝素蛋白复合纳米纤维膜的制备及在污水中铜离子的吸附研究[D];江南大学;2011年

9 毛雪;ZrO_2基纳米纤维膜的柔性机制及其应用研究[D];东华大学;2016年

10 崔文国;静电纺聚合物超细纤维的特性及生物医用功能化研究[D];西南交通大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘佳;柔性无机纳米纤维膜的制备及热防护性能研究[D];西安工程大学;2019年

2 刘落恺;PPEK电纺纤维膜作为锂离子电池隔膜的研究[D];大连理工大学;2019年

3 李倩;海藻酸钠复合纳米纤维膜对阳离子染料吸附性能研究[D];内蒙古工业大学;2019年

4 李敏佳;聚四氟乙烯基复合纤维膜的制备及其油水分离性能研究[D];苏州科技大学;2019年

5 王浩;导电高分子纳米纤维膜的制备及其气敏效应研究[D];扬州大学;2019年

6 崔向旭;纳米纤维膜荧光传感器的制备及性能[D];华北理工大学;2019年

7 吕胜男;透明纳米纤维膜的结构调控及其空气过滤性能研究[D];天津工业大学;2019年

8 张晓辉;液喷纺丝制备疏水微纳米纤维膜及其吸油性能研究[D];海南大学;2017年

9 刘兰W

本文编号：2818645