锂离子电池用PVDF基凝胶聚合物电解质的制备及性能研究
本文关键词：锂离子电池用PVDF基凝胶聚合物电解质的制备及性能研究 出处：《沈阳工业大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
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【摘要】：聚合物锂离子电池是目前研究的性能最好的锂离子电池之一,它不仅形状设计灵活,而且相比常规锂离子电池具有更高的安全性。凝胶态电解质结合了全固态电解质安全性和液态电解质高离子导电性的优点,更有望在聚合物锂离子电池中得到实际应用。本文采用PVDF作为凝胶聚电解质的基膜材料,分别用化学接枝法和共混法将聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯-顺丁烯二酸酐共聚物[P(GMA-MA)]和聚顺丁烯二酸酐(PMA)引入到PVDF中,并掺杂带有环氧基团的SiO_2和LiClO_4,通过相转化法制备了几种PVDF微孔膜,并进一步通过凝胶化得到了PVDF基凝胶聚合物电解质。文中考察了GMA和MA质量比对微孔膜及电解质膜性能的影响,测量了未经凝胶化膜的吸液率及孔隙率,分别采用红外光谱(IR)、X-射线衍射光谱(XRD)和扫描电镜(SEM)对膜基团变化、结晶情况及微观形貌进行了表征;通过测量各PVDF基凝胶聚合物电解质膜的交流阻抗(EIS)确定了它们的锂离子电导率,分别以LiFePO_4和LiCoO_2作为正极测量了各电解质膜的充放电性能。结果表明,在PVDF中引进带环氧基团的SiO_2和LiClO_4,可有效制备具有均匀孔隙结构的膜,并同时降低PVDF结晶度。对于未经凝胶化的PVDF接枝和共混膜,膜中孔隙分布均匀,膜材料处于半结晶状态,且易吸收和保持电解液并发生凝胶化,使膜具有较高电导率。其中接枝膜PVDF-g-PMA/Si O_2/LiClO_4吸液率达292%、孔隙率为21.3%,电导率达39.7mS/cm,其充放电性能远优于其它膜及商业锂离子膜Celeard2032,该膜在LiCoO_2作为正极的首次充放电比容量分别为180.9mAh/g和167.1mAh/g,循环充放电60圈后,其放电比容量依然可保持在138.8mAh/g。
[Abstract]:In this paper , a kind of PVDF - based gel polymer electrolyte was prepared by using PVDF as the base film material of gel polyelectrolyte . The results showed that the PVDF - g - PMA / Si O _ 2 / LiClO _ 4 was used as the base film material . The results showed that the PVDF - g - PMA / Si O _ 2 / LiClO _ 4 had higher conductivity .
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM912;TB383.2
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，本文编号：1394046
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