静电纺丝法制备聚酰亚胺/二氧化钛复合纳米纤维膜

发布时间：2021-05-08 03:37

　　近年来,随着锂离子电池行业的快速发展,锂离子电池材料受到了越来越多的关注。锂离子电池隔膜在电池中扮演一个非常重要的角色,可隔离电池的正极和负极,防止短路,同时允许锂离子在正负极间快速传输。目前,常用的商业电池隔膜主要是聚烯烃微孔膜,即聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）等,因其具有电化学稳定性好,强度高,成本低等优点,在市场上占有较大份额。然而,随着未来能源存储设备和电动或混合动力汽车的发展,聚烯烃隔膜的一些缺点逐渐显现。在高温、过度充电或是受到猛烈碰撞等情况下,由于其较差的热稳定性,隔离电子及正负极的作用受到限制。因此开发具有高热稳定性、优越电解液润湿性的电池隔膜成为一个重要的研究方向。目前有两种改进方法,一种是对聚烯烃微孔膜的改进,通常将无机纳米粒子与聚烯烃微孔膜复合或制备聚合物无纺布,这种方法虽然可以提高其热稳定性,但会导致隔膜强度的降低;另一种是选取其它材质的电池隔膜及新型制备方法,这种方法比较新颖,是目前研究的热点。静电纺丝法作为制备纳米纤维的主要方法,已得到广泛的应用。通过静电纺丝法制备的聚酰亚胺纳米纤维膜,因其优异的热稳定性,耐高低温及电性能等,逐渐受到越来越多的关注,将其应用... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 静电纺丝技术
        1.1.1 静电纺丝技术的原理
        1.1.2 静电纺丝技术的影响因素
        1.1.3 静电纺丝技术的研究历史
        1.1.4 静电纺丝技术的现状及应用
    1.2 聚酰亚胺
        1.2.1 聚酰亚胺的结构
        1.2.2 聚酰亚胺的合成方法
        1.2.3 聚酰亚胺的性质
        1.2.4 聚酰亚胺的研究历史
        1.2.5 聚酰亚胺的应用
    1.3 二氧化钛
        1.3.1 二氧化钛简介
        1.3.2 二氧化钛的制备方法
        1.3.3 二氧化钛的性能
        1.3.4 二氧化钛的应用
    1.4 纳米纤维
        1.4.1 纳米纤维简介
        1.4.2 纳米纤维的制备
        1.4.3 纳米纤维的性质
        1.4.4 纳米纤维的历史
        1.4.5 纳米纤维的应用
    1.5 锂离子电池隔膜
        1.5.1 锂离子电池隔膜简介
        1.5.2 锂离子电池隔膜性能
        1.5.3 锂离子电池隔膜制备方法及研究
    1.6 本课题的创新之处
    1.7 论文选题的立论、目的和意义
    1.8 本课题主要研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验原料
    2.2 实验设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 聚酰胺酸(PAA)的合成
        2.3.2 PAA纳米纤维的制备
        2.3.3 二氧化钛(TiO_2)溶胶的制备
        2.3.4 PI/TiO_2复合纤维膜的制备
    2.4 实验表征方法
        2.4.1 SEM表征
        2.4.2 XRD表征
        2.4.3 FTIR表征
        2.4.4 XPS表征
        2.4.5 DMA表征
        2.4.6 TMA表征
        2.4.7 TGA表征
        2.4.8 CA表征
        2.4.9 吸液率表征
        2.4.10 孔隙率表征
        2.4.11 尺寸稳定性表征
        2.4.12 力学性能表征
        2.4.13 厚度表征
        2.4.14 EIS表征
        2.4.15 锂离子电池充放电、倍率、寿命表征
第三章 实验结果与讨论
    3.1 复合纳米纤维膜SEM测试结果及分析
    3.2 复合纳米纤维膜XRD测试结果及分析
    3.3 复合纳米纤维膜FTIR测试结果及分析
    3.4 复合纳米纤维膜X射线光电子能谱分析仪(XPS)测试结果及分析
    3.5 复合纳米纤维膜动态热机械分析(DMA)测试结果及分析
    3.6 复合纳米纤维膜热机械分析(TMA)测试结果及分析
    3.7 复合纳米纤维膜热重分析仪(TGA)测试结果及分析
    3.8 复合纳米纤维膜接触角测试系统(CA)测试结果及分析
    3.9 复合纳米纤维膜吸液率测试结果及分析
    3.10 复合纳米纤维膜孔隙率测试结果及分析
    3.11 复合纳米纤维膜尺寸稳定性测试结果及分析
    3.12 复合纳米纤维膜拉仲强度测试结果及分析
    3.13 复合纳米纤维膜厚度测试结果及分析
    3.14 锂离子电池电化学阻抗谱(EIS)测试结果及分析
    3.15 锂离子电池充放电测试结果及分析
    3.16 锂离子电池倍率测试结果及分析
    3.17 锂离子电池循环寿命测试及分析
第四章 结论
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者和导师简介
附件



本文编号：3174598