锂离子电池用聚乙烯隔膜改性及其性能研究
发布时间：2021-01-14 13:55
近年来,随着锂离子电池技术的快速更新换代,锂离子电池已成为3C设备（通讯产品（Communication）、电脑产品（Computer）、消费类电子产品（Comsumer））,以及新能源汽车、大型储电设备等所用动力电池的主流。隔膜作为锂离子电池的重要组成部分,对锂离子电池性能起着至关重要的作用。目前,已经商业化的锂离子电池隔膜材料主要是聚烯烃隔膜,包括聚乙烯（PE）,聚丙烯（PP）以及PP/PE/PP三层复合膜。聚烯烃隔膜作为锂离子电池隔膜有着优异的机械性能,良好的电化学稳定性以及安全特性的热闭孔温度。然而,其诸如热尺寸稳定性差、亲液性能不足等材料本身固有缺点,制约了锂离子电池电化学性能的发挥和安全性能的提升。针对上述存在的问题,本研究拟以PE隔膜为例,通过从无机涂覆、有机涂覆及粘接剂改进等方面着手,制备一系列高安全性锂离子电池用改性聚乙烯隔膜。研究主要取得了如下结果:（1）分别以氧化铝（A12O3）和勃姆石（AlOOH）作为铝化合物陶瓷涂层材料,以去离子水为低成本绿色环保溶剂,BYK产品为水性浆料助剂,采用浸涂工艺,制备了铝化合物涂层改性PE隔膜。研究表明,所制备的铝化物涂覆改性隔膜...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１锂离子电池结构示意图??
放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程［３２？］。锂离子电池工作示意图如图??１．２所示。充电时，锂离子从正极脱出，通过电解液和隔膜，在负极得到电子还??原成金属锂并嵌入负极；放电时，金属锂失去电子形成锂离子并从负极脱嵌进入??正极，其充电过程中发生的电极反应如下：??电源???？?Ａ，?ｅ??？充电????贷荷?〇?°???Ｉ?＾?＊？?放电＂???ｅ?Ｉ?ｊｅ?正极?电解质?负极?！?＋??＂一—?＇孓，麵?１?卜??锂?？—氧原子?〇—金属原子麵一石墨??图１．２锂离子电池工作示意图??５??
?第１章绪论???＼－ｉ－ｉ?Ｈ??ｏ—ＡＩ—０?．，〇?￣Ａ１—〇?＾??Ｉ?Ｉ?／Ｈ－＇?ＩＩ?／ｉ?丨?ｒ－??Ｉ?Ｉ?■－－?Ｉ?Ｉ?」，??图１．３勃姆石的晶体结构图??只有很少的研宄报道了用Ａ１００Ｈ改性聚烯烃隔膜［２４－２６］。Ｈｏｌｔａｎｎ等人报道??了一种以勃姆石为基体的锂离子电池陶瓷隔膜，使用Ｎ－乙基吡咯烷酮（ＮＥＰ）??作为溶剂，存在不环保，且成本高的问题［２４］。杨等人报道了使用Ａ１００Ｈ颗粒作??为无机陶瓷涂层修饰传统ＰＥ隔膜表面，以提高其热稳定性［７９］。在１８０?°Ｃ热处理??０．５?ｈ后，改性ＰＥ隔膜的热收缩率仅为３％。然而，改进的ＰＥ隔膜的热稳定性??的提高归因于在熔融ＰＥ隔膜和Ａ１００Ｈ颗粒之间形成了互锁界面，并没有进一??步分析Ａ１００Ｈ结构中的结晶水及其如何影响隔膜的热性能。??（２）有机－有机复合改性??有机－有机复合改性是一种较为常见的提升聚烯烃隔膜的电化学性能的方法，??在有机类聚烯烃隔膜的表面制备一层有机物，如ＰＶＤＦ，ＰＭＭＡ，ＰＡＮ等，结合??有机物的对电解液的良好的相容性能够显著降低改性后隔膜与电解液的接触角。??ＰＶＤＦ是聚乙烯（一［ＣＨ２ＣＨ２］—）的的两个氢原子（Ｈ）被氟元素（Ｆ）所取代＿。??Ｆ元素的引入不仅会提高聚合物的电化学稳定性，而且能够显著提高聚合物分子??链的柔性，耐溶剂性，以及对极性电解液的亲和性，因此，ＰＶＤＦ聚合物被广泛??地应用于锂离子电池［８１］。而且，ＰＶＤＦ聚合物链的强吸电子基团（－Ｃ－Ｆ－）具有高??介电常数（ｓ＝?８．４），这有利于促进锂盐更完全溶解并增加载流子浓度１８２］。在传??统的锂离子电池的制备过程，ＰＶ
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池隔膜的研究进展[J]. 秦颖,徐康丽,邓霁霞,黄晨. 产业用纺织品. 2019(04)
[2]高性能锂离子电池隔膜的研究进展[J]. 郑怡磊,吴于松,许远远,刘一凡,朱伟伟,方敏. 有机氟工业. 2018(04)
[3]锂离子电池隔膜材料研究进展[J]. 王振华,彭代冲,孙克宁. 化工学报. 2018(01)
[4]相转化法制备聚苯醚基锂电隔膜及其性能研究[J]. 高晓亮,李文秀,刘学武. 化工新型材料. 2017(07)
[5]锂离子电池隔膜现状及发展趋势[J]. 徐京生. 新材料产业. 2011(12)
[6]锂离子电池材料的研究与应用[J]. 贾恒义. 电源技术. 2011(07)
[7]锂离子电池隔膜的研究及发展现状[J]. 樊孝红,蔡朝辉,吴耀根,叶舒展,徐冰. 中国塑料. 2008(12)
[8]高性能聚酰亚胺材料的研究进展[J]. 范琳,陈建升,胡爱军,杨海霞,杨士勇. 材料工程. 2007(S1)
[9]耐高温聚酰亚胺胶黏剂的研究进展[J]. 孙宏杰,杨士勇,范琳. 宇航材料工艺. 2007(06)
[10]一种新型锂离子电池聚合物电解质的光谱学研究[J]. 高卫东,王兆翔,陈立泉,莫育俊. 光散射学报. 2003(02)
博士论文
[1]高能量密度锂离子电池硅基负极材料研究[D]. 陆浩.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2019
[2]锂离子电池隔膜的制备与改性研究[D]. 廖海洋.广东工业大学 2018
硕士论文
[1]聚偏氟乙烯（PVDF）膜改性特征及其应用研究[D]. 廖祥军.山西大学 2019
[2]聚偏氟乙烯基锂离子电池隔膜的改性及其性能研究[D]. 孟庆朋.哈尔滨理工大学 2019
[3]高性能聚酰亚胺粘结剂在锂离子电池硅负极中的研究[D]. 朱丽.江西师范大学 2016
本文编号：2976979
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１锂离子电池结构示意图??
放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程［３２？］。锂离子电池工作示意图如图??１．２所示。充电时，锂离子从正极脱出，通过电解液和隔膜，在负极得到电子还??原成金属锂并嵌入负极；放电时，金属锂失去电子形成锂离子并从负极脱嵌进入??正极，其充电过程中发生的电极反应如下：??电源???？?Ａ，?ｅ??？充电????贷荷?〇?°???Ｉ?＾?＊？?放电＂???ｅ?Ｉ?ｊｅ?正极?电解质?负极?！?＋??＂一—?＇孓，麵?１?卜??锂?？—氧原子?〇—金属原子麵一石墨??图１．２锂离子电池工作示意图??５??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池隔膜的研究进展[J]. 秦颖,徐康丽,邓霁霞,黄晨. 产业用纺织品. 2019(04)
[2]高性能锂离子电池隔膜的研究进展[J]. 郑怡磊,吴于松,许远远,刘一凡,朱伟伟,方敏. 有机氟工业. 2018(04)
[3]锂离子电池隔膜材料研究进展[J]. 王振华,彭代冲,孙克宁. 化工学报. 2018(01)
[4]相转化法制备聚苯醚基锂电隔膜及其性能研究[J]. 高晓亮,李文秀,刘学武. 化工新型材料. 2017(07)
[5]锂离子电池隔膜现状及发展趋势[J]. 徐京生. 新材料产业. 2011(12)
[6]锂离子电池材料的研究与应用[J]. 贾恒义. 电源技术. 2011(07)
[7]锂离子电池隔膜的研究及发展现状[J]. 樊孝红,蔡朝辉,吴耀根,叶舒展,徐冰. 中国塑料. 2008(12)
[8]高性能聚酰亚胺材料的研究进展[J]. 范琳,陈建升,胡爱军,杨海霞,杨士勇. 材料工程. 2007(S1)
[9]耐高温聚酰亚胺胶黏剂的研究进展[J]. 孙宏杰,杨士勇,范琳. 宇航材料工艺. 2007(06)
[10]一种新型锂离子电池聚合物电解质的光谱学研究[J]. 高卫东,王兆翔,陈立泉,莫育俊. 光散射学报. 2003(02)
博士论文
[1]高能量密度锂离子电池硅基负极材料研究[D]. 陆浩.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2019
[2]锂离子电池隔膜的制备与改性研究[D]. 廖海洋.广东工业大学 2018
硕士论文
[1]聚偏氟乙烯（PVDF）膜改性特征及其应用研究[D]. 廖祥军.山西大学 2019
[2]聚偏氟乙烯基锂离子电池隔膜的改性及其性能研究[D]. 孟庆朋.哈尔滨理工大学 2019
[3]高性能聚酰亚胺粘结剂在锂离子电池硅负极中的研究[D]. 朱丽.江西师范大学 2016
本文编号：2976979
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