锂离子电池用纳米硫酸钡改性复合隔膜的制备及性能研究

发布时间：2017-12-02 05:31

  本文关键词：锂离子电池用纳米硫酸钡改性复合隔膜的制备及性能研究

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【摘要】：隔膜作为锂离子电池的关键材料之一,对电池的成本、性能、安全有着重要影响。本文通过液相沉淀法制备了表面修饰的易于分散的纳米硫酸钡(BaSO4)颗粒,并将其以两种手段对商用聚烯烃隔膜进行了改性,主要研究内容如下：1.制备了硬脂酸修饰的纳米BaSO4,并采用透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)等对其进行表征。测试结果表明：当体系反应温度为为25℃,反应物溶液浓度均为0.5mol/L,硬脂酸的添加量为理论产物质量的1%,NaSO4溶液滴加速度为2mL/min时,制得的BaSO4粒径最小,分散性好且颗粒内部具有介孔,在去离子水中能自分散,不易沉降。2.以聚酰亚胺(PI)为粘结剂,将纳米BaSO4涂覆在锂离子电池用Celgard 2325隔膜上,制得了无机涂层复合隔膜,并对此复合膜的物理和电化学性能进行测试。结果表明：纳米BaSO4能均匀分布在隔膜表面的涂层中,纳米BaSO4涂层使隔膜的热尺寸稳定性大幅提升,力学性能有所提高；并改善了隔膜对电解液的吸液性能；降低了隔膜与锂电极之间的界面电阻,增加了二者之间的相容性。装配成的LiCoO2/Li扣式电池的循环稳定性较好。3.将纳米BaSO4与偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)的混合浆料,涂覆于Celgard 2325隔膜表面,并使其在水/乙醇混合液中发生相转化,制备了复合凝胶电解质隔膜。热收缩、吸液率、拉伸、交流阻抗等测试结果显示：添加纳米BaSO4后,复合凝胶电解质隔膜的热收缩性、孔隙率、吸液性、机械强度、离子电导率都得到了明显的提高。电化学测试结果表明：添加纳米BaSO4的复合凝胶电解质隔膜电池循环性能和倍率性能均明显优于未添加纳米BaSO4的电解质膜。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM912

【参考文献】

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本文编号：1243838