锂离子电池用PVDF/PVC/PMMA凝胶聚合物电解质的制备与研究

发布时间：2021-10-25 15:50

　　锂离子电池因具有工作电压高、能量密度高、循环寿命长、重量轻、体积小、无毒、无污染等优点,成为了新能源汽车动力源的首选,但是其因使用液体有机电解液而存在安全性等瓶颈问题。而凝胶聚合物电解质为溶剂溶解在聚合物基体中,溶胀以后的聚合物溶液凝胶而形成了凝胶聚合物,从而不再具备流动性。因此凝胶既不属于固态,也不属于液态,它的性能同样介于固态和液态之间,因为它的特殊结构,凝胶聚合物同时具有了液体的扩散传导能力和固体的内聚性质,具备了二者的优势。所以,凝胶聚合物电解质成为当今研究的重中之重。本文以具有较高电导率、界面阻抗低、界面稳定性好的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）,但是其机械性能低不能独自成膜;而聚氯乙烯（PVC）具有良好的机械性能,它的加入可保证对电解液的吸收,锂离子的传输效率提升;聚偏氟乙烯（PVDF）具有良好的热稳定性、优异电化学性能,其介电常数较高,但具有结晶度高的缺点,PVC、PMMA的加入有利于PVDF结晶度的降低。三者共混,利用静电纺丝技术,以期望制备得到性能优异的三元PVDF/PVC/PMMA基凝胶聚合物电解质（GPEs）:（1）通过静电纺丝制备得到PVC/PMM基,PVDF/PM... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池概述
    1.3 锂离子电池工作原理
    1.4 锂离子的电极材料
        1.4.1 正极材料
        1.4.2 负极材料
    1.5 聚合物电解质
        1.5.1 聚环氧乙烷
        1.5.2 聚氯乙烯
        1.5.3 聚甲基丙烯酸甲酯
        1.5.4 聚丙烯腈
        1.5.5 聚偏二氟乙烯
    1.6 本论文的研究思路、内容及创新性
        1.6.1 本论文的研究思路
        1.6.2 本论文的创新性
        1.6.3 本论文主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验药品与仪器
    2.2 物理性能表征
        2.2.1 扫描电子显微镜
        2.2.2 傅立叶变换红外光谱分析
        2.2.3 热失重分析
        2.2.4 差示扫描热量法
        2.2.5 孔隙率测试
        2.2.6 吸液率测试
        2.2.7 机械拉伸强度性能测试
    2.3 电化学性能表征
        2.3.1 交流阻抗测试
        2.3.2 恒流充放电测试
        2.3.3 电化学稳定窗口测试
第3章 不同基体电纺纤维膜的制备与研究
    3.1 引言
    3.2 静电纺丝制备纤维膜
    3.3 GPEs的制备
    3.4 结果与分析
        3.4.1 电纺膜的形貌分析
        3.4.2 电纺膜的红外光谱
        3.4.3 电纺膜的热稳定性
        3.4.4 电纺膜的力学性能
        3.4.5 电纺膜的孔隙率
        3.4.6 电纺膜的吸液率
        3.4.7 交流阻抗谱图
        3.4.8 恒流充放电测试分析
        3.4.9 电化学稳定性的测试分析
    3.5 本章小结
第4章 不同浓度的PVDF/PVC/PMMA基电纺纤维膜的制备与研究
    4.1 引言
    4.2 不同浓度的电纺纤维膜的制备
    4.3 结果与分析
        4.3.1 PVDF/PVC/PMMA基电纺纤维膜的形貌分析
        4.3.2 PVDF/PVC/PMMA基电纺纤维膜的DSC分析
        4.3.3 PVDF/PVC/PMMA基电纺纤维膜的孔隙率测定
        4.3.4 纤维薄膜的吸液率
        4.3.5 电纺膜的机械性能测试
        4.3.6 交流阻抗测试分析
        4.3.7 首次充放电测试
        4.3.8 循环稳定性的测试
        4.3.9 电化学稳定性分析
    4.4 本章小结
第5章 不同质量配比的PVDF/PVC/PMMA基电纺纤维膜的制备与研究
    5.1 引言
    5.2 三元PVDF/PVC/PMMA基电纺膜的制备
    5.3 结果与分析
        5.3.1 SEM图分析
        5.3.2 电纺膜的热稳定性分析
        5.3.3 电纺膜的孔隙率测试
        5.3.4 电纺膜的吸液率
        5.3.5 电纺膜的机械拉伸测试
        5.3.6 交流阻抗测试分析
        5.3.7 不同质量配比电纺膜的充放电测试分析
        5.3.8 循环稳定性的测试分析
        5.3.9 电化学稳定窗口测试分析
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
攻读硕士学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]聚合物电解质的研究进展[J]. 何元锦,艾娇艳,肖舜通.  塑料科技. 2009(12)
[2]聚合物锂离子电池用凝胶电解质的研究进展[J]. 倪冰选,焦晓宁,阮艳莉.  天津工业大学学报. 2009(03)
[3]钛掺杂对不同形貌LiCoO2电化学性能的影响[J]. 杨箫,倪江锋,黄友元,陈继涛,周恒辉,张新祥.  物理化学学报. 2006(02)

博士论文
[1]凝胶聚合物电解质及锂离子电池性能研究[D]. 彭晓丽.电子科技大学 2018
[2]锂离子电池硅基复合负极材料的制备及电化学研究[D]. 高鹏飞.上海交通大学 2013

硕士论文
[1]电致变色玻璃用PEO/PVDF/LICLO4基凝胶聚合物电解质膜的制备及性能[D]. 陈鹏.天津工业大学 2017



本文编号：3457719