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  本文關(guān)鍵詞：納米材料設(shè)計(jì)、合成及其儲(chǔ)能應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京化工大學(xué)》 2015年

靜電紡絲制備聚酰亞胺交聯(lián)納米纖維膜及其作為鋰電隔膜的應(yīng)用研究

袁利娟  

【摘要】：鋰離子二次電池由于其容量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作電壓高以及優(yōu)異的安全性能,在電動(dòng)車、智能手機(jī)、筆記本電腦等電子電動(dòng)產(chǎn)品中有廣泛應(yīng)用。隨著新能源領(lǐng)域的不斷發(fā)展,大容量、小尺寸、耐高溫、安全性能優(yōu)越的鋰離子二次電池的開發(fā)與研究受到了很大的關(guān)注。電池隔膜在電池中的重要作用是阻隔正負(fù)極間電子流通,避免電池短路,同時(shí),給鋰離子提供快速遷移通道。傳統(tǒng)的鋰離子電池隔膜主要是聚烯烴微孔隔膜,這種隔膜由于較低的孔隙率、持液率、電解液浸潤(rùn)性以及其較低的熔融溫度,使其無(wú)法滿足高性能安全鋰離子電池的使用。因此,研究開發(fā)具有高孔隙率、持液率、離子電導(dǎo)率、高溫穩(wěn)定性優(yōu)異的新型鋰離子電池隔膜成為近幾年電池領(lǐng)域和新能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。聚酰亞胺(PI)納米纖維膜綜合了納米纖維膜高孔隙率、高比表面積的優(yōu)勢(shì)和聚酰亞胺材料優(yōu)異的耐高溫性、化學(xué)穩(wěn)定性、阻燃自熄性能和化學(xué)極性等優(yōu)點(diǎn),成為最具潛力的新型鋰離子電池隔膜。但是,由于PI納米纖維膜高達(dá)80%-90%的孔隙率以及纖維之間松散搭接,結(jié)構(gòu)蓬松的原因,PI納米纖維膜的力學(xué)強(qiáng)度較低。該缺點(diǎn)阻礙了PI納米纖維膜在鋰離子電池隔膜中的推廣應(yīng)用。本文通過堿液刻蝕預(yù)處理聚酰胺酸(PAA)納米纖維膜的方法,使搭接納米纖維在刻蝕和熱亞胺化過程中,發(fā)生一種類似“融接”的現(xiàn)象,制備出具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的PI納米纖維膜。這種交聯(lián)結(jié)構(gòu)的形成改善了纖維之間松散搭接的問題,增加了纖維之間的相互作用力,使纖維更加致密。這種交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入使PI納米纖維膜的孔隙率、吸液率和離子電導(dǎo)率下降了10%-20%,但是,PI納米纖維膜的拉伸強(qiáng)度由原來的10.8MPa提高到了37.5PMa,熱形變溫度從328℃提高到了380℃,這極大的提高了PI納米纖維膜作為鋰電隔膜的廣泛應(yīng)用價(jià)值。和Celgard2400隔膜相比,交聯(lián)PI隔膜具有高的孔隙率、持液率、電解液浸潤(rùn)性、離子電導(dǎo)率和優(yōu)異的熱尺寸穩(wěn)定。用作鋰離子電池隔膜時(shí),交聯(lián)PI隔膜更表現(xiàn)出優(yōu)異的充放電性能、大容量和循環(huán)穩(wěn)定性,在5C倍率下的放電比容量比Celgard2400隔膜高出30%。而且,交聯(lián)PI隔膜具有優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性,在120。C的高溫測(cè)試下仍能保持穩(wěn)定的充放電性能,沒有容量衰減。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.2;TM912
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 于永澤;劉媛媛;陳偉華;胡慶夕;;溶劑揮發(fā)對(duì)靜電紡絲納米纖維支架直徑與沉積的影響[J];光學(xué)精密工程;2014年02期

2 王艷菊;喬慶東;李琪;韓江燕;;鋰離子電池正極材料研究的進(jìn)展[J];化工科技;2014年05期

3 曹勝先;;鋰離子電池隔膜研究與發(fā)展現(xiàn)狀[J];塑料科技;2013年08期

4 樊孝紅;蔡朝輝;吳耀根;葉舒展;徐冰;;鋰離子電池隔膜的研究及發(fā)展現(xiàn)狀[J];中國(guó)塑料;2008年12期

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 賈恒義;;鋰離子電池材料的研究與應(yīng)用[J];電源技術(shù);2011年07期

2 柯佳穎;傅應(yīng)強(qiáng);陳莉莉;陳天南;張世界;王洪波;趙健偉;;鋰離子電池隔膜材料中離子擴(kuò)散問題的隨機(jī)行走模擬[J];復(fù)旦學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年02期

3 宋翠艷;宋西全;鄧召良;;間位芳綸的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展方向[J];紡織學(xué)報(bào);2012年06期

4 趙錦成;楊固長(zhǎng);劉效疆;崔益秀;;鋰離子電池隔膜的研究概述[J];材料導(dǎo)報(bào);2012年S2期

5 賈若琨;金鑫;林松竹;;堿性固態(tài)聚合物電解質(zhì)PVA-TiO_2-KOH-H_2O的制備及應(yīng)用[J];東北電力大學(xué)學(xué)報(bào);2013年04期

6 伍發(fā)元;賈蕗路;毛榮軍;皮元豐;;鋰離子電池正負(fù)材料的回收利用[J];電源技術(shù);2014年01期

7 馬福瑞;劉太奇;趙娜;;熔體mLLDPE靜電紡纖維基鋰電池隔膜的制備[J];高分子材料科學(xué)與工程;2014年01期

8 姜玉珍;;鋰離子電池隔膜生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀[J];電池;2014年03期

9 王占良;;鋰離子電池隔膜專利信息分析[J];材料導(dǎo)報(bào);2015年03期

10 張加艷;沈建興;魏長(zhǎng)寶;;鋰離子電池負(fù)極材料研究進(jìn)展[J];山東陶瓷;2015年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 柯佳穎;傅應(yīng)強(qiáng);陳莉莉;陳天南;張世界;王洪波;杜紅賓;趙健偉;;鋰離子電池隔膜材料中離子擴(kuò)散問題的隨機(jī)行走模擬[A];2011年全國(guó)電子電鍍及表面處理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

2 李曉哲;謝曉華;張媛嬌;郭慰問;張建;邵光杰;;陶瓷隔膜的制備及性能研究[A];上海市化學(xué)化工學(xué)會(huì)2014年度學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 齊文;聚芳醚鋰離子電池隔膜的電紡絲制備技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2012年

2 肖圍;鋰離子電池用復(fù)合型PVDF-HFP基聚合物電解質(zhì)的制備及性能研究[D];中南大學(xué);2013年

3 蘇利偉;基于電化學(xué)催化轉(zhuǎn)化機(jī)制的鋰離子電池負(fù)極材料的制備和改性研究[D];南開大學(xué);2013年

4 樸穎;鋰離子電池正極材料LiVPO_4F的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)研究[D];吉林大學(xué);2014年

5 朱玉松;高性能鋰離子電池聚合物電解質(zhì)的制備及研究[D];復(fù)旦大學(xué);2013年

6 王丹;聚烯烴隔膜多巴胺改性及PVDF-HFP陶瓷隔膜制備和性能研究[D];吉林大學(xué);2014年

7 馬德龍;納米材料設(shè)計(jì)、合成及其儲(chǔ)能應(yīng)用研究[D];吉林大學(xué);2014年

8 鄭玥雷;鋰二次電池?zé)o機(jī)固體電解質(zhì)的制備及性能研究[D];北京理工大學(xué);2014年

9 陳重學(xué);基于多電子反應(yīng)的儲(chǔ)鋰電極材料[D];武漢大學(xué);2012年

10 王建平;鋰離子電池硅基負(fù)極材料的制備及電化學(xué)性能研究[D];北京科技大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 崔瑩;鋰電池負(fù)極材料LiCu合金薄膜的電沉積制備及性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

2 胡本安;鋰離子電池鉍基正極材料的制備、改性及性能研究[D];湘潭大學(xué);2013年

3 張曉;二硫化鉬電極材料的制備及電化學(xué)性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

4 張婷婷;鋰離子電池正極材料釩酸鋰的合成及其改性研究[D];湘潭大學(xué);2013年

5 郝敬磊;新型聚合物電解質(zhì)的制備及其電化學(xué)性能研究[D];湘潭大學(xué);2013年

6 冉盈;新型PVDF-HFP/HPMC基鋰離子聚合物電解質(zhì)的制備及性能研究[D];中南大學(xué);2013年

7 柳祖善;5V級(jí)高電壓鎳—錳二元正極材料的制備及其改性研究[D];華南理工大學(xué);2013年

8 祝可穎;EVOH及其與PP、PET納米纖維膜制備和性能研究[D];東華大學(xué);2014年

9 霍瑛;鎂熱還原法制備硅負(fù)極材料及納米氧化鐵的可控合成研究[D];浙江大學(xué);2014年

10 潘沁;基于石墨烯改性的鋰（鈉）離子電池負(fù)極材料與正極材料的研究[D];浙江大學(xué);2014年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 徐仲榆,蘇玉長(zhǎng),王要武;鋰錳氧材料在充放電過程中的結(jié)構(gòu)變化[J];電池;2000年03期

2 徐保伯,劉務(wù)華;鋰離子電池的制造及其市場(chǎng)[J];電池;2002年04期

3 顏廣炅,盧世剛,韓滄;聚合物鋰離子電池用強(qiáng)化電解質(zhì)隔膜的研制[J];電池;2002年S1期

4 伊廷鋒;胡信國(guó);高昆;;鋰離子電池隔膜的研究和發(fā)展現(xiàn)狀[J];電池;2005年06期

5 高昆;胡信國(guó);伊廷鋒;;鋰離子電池聚烯烴隔膜的特性及發(fā)展現(xiàn)狀[J];電池工業(yè);2007年02期

6 宋月麗;李晶;彭汝芳;楚士晉;;正極材料LiFePO_4/C的制備與性能[J];電池工業(yè);2011年03期

7 艾新平,洪昕林,董全峰,李升憲,楊漢西;塑料化薄膜鋰離子電池的制造技術(shù)[J];電化學(xué);2000年02期

8 任旭梅,吳鋒,吳川,李漢軍,黃學(xué)杰;鋰離子二次電池用隔膜的制備及其性質(zhì)[J];電化學(xué);2001年02期

9 程琥,杜洪彥,楊勇;新型鋰電池用復(fù)合隔膜的制備及其電化學(xué)性能表征[J];電化學(xué);2004年03期

10 張賓;林成濤;陳全世;;電動(dòng)汽車用LiFePO_4/C鋰離子蓄電池性能[J];電源技術(shù);2008年02期

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 于翠英;;空心纖維膜的應(yīng)用[J];廣東化纖技術(shù)通訊;1980年02期

2 范文娟;;光催化劑載體——羧基氟碳共聚物纖維膜的制備及耐光降解性能研究[J];表面技術(shù);2013年05期

3 殷保璞,靳向煜,顧金芝;非織造纖維膜的離子分離特性研究[J];東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年06期

4 史鐵鈞;翟林峰;周玉波;;尼龍66電紡納米纖維膜的纖維分散形態(tài)和結(jié)晶性能[J];高分子材料科學(xué)與工程;2007年02期

5 李濤子;范怡平;顧春來;盧春喜;時(shí)銘顯;;纖維膜萃取分離技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用[J];煉油技術(shù)與工程;2007年05期

6 涂怡然;劉家海;;纖維膜系統(tǒng)中油泥沉積物組成分析[J];煉油技術(shù)與工程;2009年07期

7 黃連清;可降解的草纖維膜生產(chǎn)工藝及其特點(diǎn)研究初報(bào)[J];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1995年04期

8 呂升;KEG智能型纖維膜[J];紡織信息周刊;2004年23期

9 劉青青;賈永堂;朱湘英;湯卓郎;;PCL/PVP電紡復(fù)合纖維膜的制備及其親疏水性能研究[J];產(chǎn)業(yè)用紡織品;2012年03期

10 黃博能;王嬌娜;李從舉;;可調(diào)制潤(rùn)濕性和力學(xué)性能的電紡纖維膜的制備與性能研究[J];高分子學(xué)報(bào);2012年09期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 丁雅梅;王秀奎;郭萬(wàn)春;袁曉燕;;明膠/低晶態(tài)磷灰石復(fù)合纖維膜的研究[A];中國(guó)復(fù)合材料學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

2 丁雅梅;王秀奎;郭萬(wàn)春;袁曉燕*;;明膠/低晶態(tài)磷灰石復(fù)合纖維膜的研究[A];全國(guó)首屆青年復(fù)合材料學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2007年

3 韓鳳選;賈瀟凌;趙瑾;趙蘊(yùn)慧;樊瑜波;袁曉燕;;利用明膠促進(jìn)細(xì)胞向電紡纖維膜內(nèi)部生長(zhǎng)的研究[A];2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題I：生物高分子與天然高分子[C];2013年

4 陳鵬程;黃小軍;徐志康;;納米纖維膜固定化酶生物反應(yīng)器的構(gòu)建及其應(yīng)用研究[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

5 張紅;袁曉燕;;乳芯電紡纖維膜對(duì)BSA的釋放研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第04分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

6 陸瑩;吳志紅;李沐芳;王棟;;具有重金屬離子吸附及抗非特異性蛋白吸附功能的納米纖維膜制備及其應(yīng)用[A];2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題K：先進(jìn)纖維[C];2013年

7 李永健;王嬌娜;李從舉;;載銀離子納米纖維膜的制備與對(duì)噻吩吸附性能的研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第4分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

8 王棟;李沐芳;趙青華;;具有光催化自清潔功能的聚合物納米纖維膜[A];2012年全國(guó)高分子材料科學(xué)與工程研討會(huì)學(xué)術(shù)論文集（上冊(cè)）[C];2012年

9 張騰;吳健;徐志康;;功能化聚酰亞胺電紡纖維膜的制備與HRP固定化研究[A];2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題F：功能高分子[C];2013年

10 鐘鷺斌;苑志華;LiuQing;尹君;程曉夏;鄭煜銘;;負(fù)載鐵-錳納米纖維膜的制備及其在水處理中的應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第31分會(huì)：靜電紡絲技術(shù)與納米纖維[C];2014年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 王景春　唐貴炎;[N];中國(guó)化工報(bào);2010年

2 本報(bào)記者 溫維健;[N];中國(guó)紡織報(bào);2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 陳正堅(jiān);明膠/聚己內(nèi)酯基電紡纖維膜的制備及其性能與應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2012年

2 王耀明;高溫?zé)煔鈨艋�用孔梯度陶瓷纖維膜的設(shè)計(jì)、制備及特性[D];武漢理工大學(xué);2007年

3 劉雷艮;靜電紡聚砜纖維膜的改性處理及對(duì)染料的過濾性能研究[D];蘇州大學(xué);2013年

4 車愛馥;丙烯腈共聚物納米纖維膜的表面功能化及其識(shí)別性能研究[D];浙江大學(xué);2009年

5 周偉濤;絲素蛋白復(fù)合納米纖維膜的制備及在污水中銅離子的吸附研究[D];江南大學(xué);2011年

6 王建強(qiáng);功能性聚合物納米纖維膜的制備及應(yīng)用[D];北京化工大學(xué);2013年

7 費(fèi)燕娜;聚乳酸/茶多酚復(fù)合納米纖維膜的制備及性能研究[D];江南大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：納米材料設(shè)計(jì)、合成及其儲(chǔ)能應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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