基于离子导电聚合物构建锂离子通道及柔性电极
发布时间：2021-11-19 00:52
在不断追求材料卓越性能的过程中,人们探索出了诸多策略,包括改进正负极活性材料的合成方法、调整材料的结构,以及掺杂、包覆等,并且在很大程度上提高了电池的能量密度、功率密度、循环寿命等性能。然而电池的实际性能不仅仅与正负极活性物质有关,还与锂离子在充放电过程中正负极之间的离子传输速率,电池其他部分的组成以及包装材料等相关。电池的各个部分若不能良好的匹配,则将使其性能大打折扣。其中,固相电极内部及固相颗粒之间的离子传输过程是电池动力学过程中相对较慢的步骤,提高离子在固相内部及固相与固相间的传输速率是提高锂离子电池性能的重要方法之一。此外,随着人们生活的智能化,具有柔性、便携性、可穿戴性以及可编织性的电子器件逐渐成为研究的热点。其中部分器件要求具有柔性的电源与之匹配。目前市场上绝大多数的电池并不具备这种能力,所以要求我们在柔性电极、新型电解质、新型制造技术以及封装技术等方面进行新的探索。综上所述,我们以离子导电聚合物为基础,进行了电极内部锂离子传输通道的构建以及制备柔性电极的尝试,主要进行了以下研究:（1）离子导电聚合物构建电极材料中锂离子传输通道:在不影响浆料与集流体的粘合的前提下,电极的制...
【文章来源】：河南师范大学河南省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PAA+PVDF混合后得到的三元材料锂离子电池的前两次及第十次充放电曲线
-8 PAA+PVDF混合后得到的三元材料锂离子电池与未加PAA的三元材料锂离子电池的循性能锂离子电池同时在0.1 C条件下进行充放电循环测试，从图2-8中可以看出P充分混合后得到的锂离子电池拥有良好的循环性能，材料在0.1C条件下充放电比容量仍保持在140 mAh/g左右，并趋于稳定。而普通的三元材料锂离子充放电过程中都呈现出一种下降的趋势，在为0.1 C条件下充放循环50周放至100 mAh/g以下。说明加入离子导电聚合物后，锂离子在电池充放电过程快速的传输，并减少了能量损耗。
图2-9 PAA+PVDF混合后得到的三元材料锂离子电池与未加PAA的三元材料锂离子电池的倍率性能图2-9是加入离子导电聚合物PAA后得到的三元材料锂离子电池与普通三元材料锂子电池的倍率性能。明显可以看出在加入离子导电聚合物后的三元材料锂离子电池在个不同的倍率下表现出良好的倍率性能，并且具有很好的可恢复性。在0.1 C倍率下，始比容量可达165 mAh/g，并且具有很好的循环稳定性，当倍率不断增加时，比容量保持在90～160 mAh/g，并且经过10C大倍率放电后，其放电比容量仍能恢复至155Ah/g，并且优于相同条件下的普通三元材料锂离子电池。这说明加入离子导电聚合物，促进了锂离子在电极中的传输，能够很好地提高锂离子电池的倍率性能。.4 本章小结本章我们将通过一种简单的方法，在粘合剂中加入一些离子导电聚合物，不影响浆
【参考文献】：
期刊论文
[1]柔性电化学储能器件研究进展[J]. 刘冠伟,张亦弛,慈松,余占清,曾嵘. 储能科学与技术. 2017(01)
[2]PVDF-g-PAA共聚物的制备及其改性PVDF膜[J]. 王献昆,吕向红. 华南师范大学学报(自然科学版). 2017(04)
[3]稀土改性电化学储能电极材料的研究进展[J]. 陈昆峰,李宫,梁晰童,潘伟,薛冬峰. 硅酸盐学报. 2016(08)
[4]石墨烯及其在锂离子电池中的应用研究[J]. 裴波,侯旭,郭向峰,李文斌,周阳宁. 船电技术. 2016(01)
[5]电化学储能基本问题综述[J]. 李泓,吕迎春. 电化学. 2015(05)
[6]纳米纤维素基导电复合材料研究进展[J]. 吕少一,傅峰,王思群,黄景达,胡拉. 林业科学. 2015(10)
[7]石墨烯在柔性锂离子电池中的应用及前景[J]. 闻雷,陈静,罗洪泽,李峰. 科学通报. 2015(07)
[8]柔性电池研发进展[J]. 刘春娜. 电源技术. 2014(12)
[9]锂离子电池基础科学问题（X）——全固态锂离子电池[J]. 张舒,王少飞,凌仕刚,高健,吴娇杨,肖睿娟,李泓,陈立泉. 储能科学与技术. 2014(04)
[10]静电纺锂离子电池隔膜改性研究现状[J]. 于宾,焦晓宁,王忠忠. 产业用纺织品. 2013(09)
博士论文
[1]3D石墨烯基复合电极柔性超级电容器的设计、制备和组装[D]. 陈万军.兰州大学 2014
[2]高功率柔性锂离子电池电极材料的制备及其性能研究[D]. 李娜.中国科学技术大学 2013
[3]基于静电纺纤维的先进锂离子电池隔膜材料的研究[D]. 梁银峥.东华大学 2011
硕士论文
[1]基于碳纳米管宏观膜的高性能可折叠锂离子电池研究[D]. 胡经纬.江西理工大学 2015
[2]静电纺丝法制备柔性锂离子电池负极材料及其性能研究[D]. 管纪鹏.杭州师范大学 2015
[3]纤维型与叉指型柔性超级电容器的电化学性能研究[D]. 侯航.燕山大学 2014
[4]静电纺丝法制备无机改性锂离子电池隔膜[D]. 韩领.大连理工大学 2012
[5]高性能锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的工业化探索[D]. 胡东阁.复旦大学 2012
本文编号：3503950
【文章来源】：河南师范大学河南省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PAA+PVDF混合后得到的三元材料锂离子电池的前两次及第十次充放电曲线
-8 PAA+PVDF混合后得到的三元材料锂离子电池与未加PAA的三元材料锂离子电池的循性能锂离子电池同时在0.1 C条件下进行充放电循环测试，从图2-8中可以看出P充分混合后得到的锂离子电池拥有良好的循环性能，材料在0.1C条件下充放电比容量仍保持在140 mAh/g左右，并趋于稳定。而普通的三元材料锂离子充放电过程中都呈现出一种下降的趋势，在为0.1 C条件下充放循环50周放至100 mAh/g以下。说明加入离子导电聚合物后，锂离子在电池充放电过程快速的传输，并减少了能量损耗。
图2-9 PAA+PVDF混合后得到的三元材料锂离子电池与未加PAA的三元材料锂离子电池的倍率性能图2-9是加入离子导电聚合物PAA后得到的三元材料锂离子电池与普通三元材料锂子电池的倍率性能。明显可以看出在加入离子导电聚合物后的三元材料锂离子电池在个不同的倍率下表现出良好的倍率性能，并且具有很好的可恢复性。在0.1 C倍率下，始比容量可达165 mAh/g，并且具有很好的循环稳定性，当倍率不断增加时，比容量保持在90～160 mAh/g，并且经过10C大倍率放电后，其放电比容量仍能恢复至155Ah/g，并且优于相同条件下的普通三元材料锂离子电池。这说明加入离子导电聚合物，促进了锂离子在电极中的传输，能够很好地提高锂离子电池的倍率性能。.4 本章小结本章我们将通过一种简单的方法，在粘合剂中加入一些离子导电聚合物，不影响浆
【参考文献】：
期刊论文
[1]柔性电化学储能器件研究进展[J]. 刘冠伟,张亦弛,慈松,余占清,曾嵘. 储能科学与技术. 2017(01)
[2]PVDF-g-PAA共聚物的制备及其改性PVDF膜[J]. 王献昆,吕向红. 华南师范大学学报(自然科学版). 2017(04)
[3]稀土改性电化学储能电极材料的研究进展[J]. 陈昆峰,李宫,梁晰童,潘伟,薛冬峰. 硅酸盐学报. 2016(08)
[4]石墨烯及其在锂离子电池中的应用研究[J]. 裴波,侯旭,郭向峰,李文斌,周阳宁. 船电技术. 2016(01)
[5]电化学储能基本问题综述[J]. 李泓,吕迎春. 电化学. 2015(05)
[6]纳米纤维素基导电复合材料研究进展[J]. 吕少一,傅峰,王思群,黄景达,胡拉. 林业科学. 2015(10)
[7]石墨烯在柔性锂离子电池中的应用及前景[J]. 闻雷,陈静,罗洪泽,李峰. 科学通报. 2015(07)
[8]柔性电池研发进展[J]. 刘春娜. 电源技术. 2014(12)
[9]锂离子电池基础科学问题（X）——全固态锂离子电池[J]. 张舒,王少飞,凌仕刚,高健,吴娇杨,肖睿娟,李泓,陈立泉. 储能科学与技术. 2014(04)
[10]静电纺锂离子电池隔膜改性研究现状[J]. 于宾,焦晓宁,王忠忠. 产业用纺织品. 2013(09)
博士论文
[1]3D石墨烯基复合电极柔性超级电容器的设计、制备和组装[D]. 陈万军.兰州大学 2014
[2]高功率柔性锂离子电池电极材料的制备及其性能研究[D]. 李娜.中国科学技术大学 2013
[3]基于静电纺纤维的先进锂离子电池隔膜材料的研究[D]. 梁银峥.东华大学 2011
硕士论文
[1]基于碳纳米管宏观膜的高性能可折叠锂离子电池研究[D]. 胡经纬.江西理工大学 2015
[2]静电纺丝法制备柔性锂离子电池负极材料及其性能研究[D]. 管纪鹏.杭州师范大学 2015
[3]纤维型与叉指型柔性超级电容器的电化学性能研究[D]. 侯航.燕山大学 2014
[4]静电纺丝法制备无机改性锂离子电池隔膜[D]. 韩领.大连理工大学 2012
[5]高性能锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的工业化探索[D]. 胡东阁.复旦大学 2012
本文编号：3503950
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