静电纺丝制备勃姆石改性PVDF/PMMA锂电池隔膜的研究

发布时间：2021-02-03 06:05

　　能源、环境是人类21世纪面对的两大问题,以锂电池为动力的电动车实现了零排放、可再生,因此各国都将电动车视为今后交通市场的主要发展方向。锂电池隔膜作为锂电池的重要组成部分,市场对隔膜的要求也越来越高。目前,我国生产的隔膜主要集中在中低端市场,高端隔膜依旧依靠进口,且现有工艺生产的PP、PE隔膜具有热稳定差,吸液率差等缺点。静电纺丝制备的无纺布微孔结构呈三维分布,具有比表面积大、孔隙率大、吸液率高等优点,而强度低是静电纺丝现阶段面临的主要问题。本文研究了PVDF的纺丝参数,制备了PVDF/PMMA复合膜,并用BM对该复合膜进行改性,制备出强度更大,热稳定性更好,电化学性能更稳定的PVDF/PMMA/BM复合膜。首先实验研究了PVDF的纺丝参数,当浓度为12wt%时,最佳电压为20kV、接收距离为18cm,速度为0.002mm/s,制备的纤维丝直径分布在900¹200nm,综合效率高。混纺PMMA制得PVDF/PMMA复合毛毡,120℃热压处理得到一定强度并保持纤维丝形貌的膜;PVDF/PMMA（8:2）复合膜的闭孔温度为163℃左右,375℃前结构稳定。复合膜的储能模... 

【文章来源】：四川轻化工大学四川省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 背景
    1.2 锂离子电池隔膜的研究进展
        1.2.1 锂电池隔膜的简介
        1.2.2 锂电池隔膜的工作原理
        1.2.3 锂电池隔膜的性能要求
        1.2.4 国内外锂电池隔膜的主要制备技术
    1.3 静电纺丝的技术
        1.3.1 静电纺丝的原理
        1.3.2 静电纺丝的主要影响因素
        1.3.3 电纺隔膜性能的改进方法
    1.4 实验原料
        1.4.1 聚偏氟乙烯简介
        1.4.2 聚甲基丙烯酸甲酯简介
        1.4.3 勃姆石简介
    1.5 研究目的、主要内容、难点、创新点及技术路线
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 主要内容
        1.5.3 重点和难点
        1.5.4 技术路线
2 聚偏氟乙烯（PVDF）静电纺丝参数的研究
    2.1 实验材料及仪器
    2.2 PVDF纤维膜的制备及表征
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 纺丝浓度对纤维的影响
        2.3.2 纺丝距离对纤维形貌的影响
        2.3.3 纺丝电压对纤维形貌的影响
        2.3.4 推液速率对PVDF形貌的影响
    2.4 本章小结
3 PMMA改性聚偏氟乙烯（PVDF）纤维膜的研究
    3.1 实验材料及仪器
    3.2 PVDF/PMMA混合纤维膜的制备及表征方法
        3.2.1 PVDF/PMMA混合纤维膜的制备
        3.2.2 PVDF/PMMA混合纤维膜的热处理
        3.2.3 PVDF/PMMA混合纤维膜的表征
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 不同热压温度的讨论
        3.3.2 热压后复合膜的SEM分析
        3.3.3 红外光谱分析复合隔膜
        3.3.4 复合膜的综合热分析
        3.3.5 PVDF/PMMA混合膜的动态机械分析
        3.3.6 PVDF/PMMA混合膜的力学性能分析
        3.3.7 复合隔膜孔隙率和吸液率的测定
        3.3.8 PVDF/PMMA复合膜电化学窗口的测试
        3.3.9 隔膜离子电导率的测试
        3.3.10 电池性能测试
    3.4 本章小结
4 勃姆石（BM）改性PVDF/PMMA复合膜的研究
    4.1 实验材料及仪器
    4.2 实验过程及表征
        4.2.1 勃姆石的表面改性
        4.2.2 PVDF/PMMA/BM有机/无机纳米丝的制备
        4.2.3 复合膜的表征
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 改性后勃姆石的红外分析
        4.3.2 PVDF/PMMA/BM复合纤维膜的形貌分析
        4.3.3 PVDF/PMMA/BM混合纤维膜的红外分析
        4.3.4 PVDF/PMMA/BM混合纤维膜的热分析
        4.3.5 三种复合纤维膜的XRD分析
        4.3.6 PVDF/PMMA/BM混合纤维膜的力学性能分析
        4.3.7 PVDF/PMMA/BM混合纤维膜的孔隙率、吸液率测定
        4.3.8 PVDF/PMMA/BM复合膜的电化学稳定窗口测定
        4.3.9 PVDF/PMMA/BM混合纤维膜的离子电导率测定
        4.3.10 PVDF/PMMA/BM混合纤维膜的充放电循环性能测定
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 本文结论
    5.2 创新点
    5.3 下一步研究工作展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3016021