高性能隔膜設(shè)計(jì)及其在鋰離子電池中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2024-05-16 22:03
鋰離子電池因其高比能量及高電壓等優(yōu)點(diǎn),成為當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的儲(chǔ)能裝置之一。然而,電動(dòng)汽車(chē)的快速發(fā)展,不僅要求動(dòng)力鋰離子電池具有高的功率密度和能量密度,而且其安全性能也同樣不容忽視。作為電池的重要組成部分之一,隔膜能夠避免正極與負(fù)極直接接觸而發(fā)生短路,同時(shí)保證鋰離子的快速轉(zhuǎn)移,對(duì)電池的性能及安全性至關(guān)重要。目前,普遍使用的單層或多層聚烯烴微孔隔膜具有出眾的電化學(xué)穩(wěn)定性、較高的機(jī)械強(qiáng)度,然而其疏水性能導(dǎo)致電解液親和性差,從而影響了電池倍率性能:低的孔隙率、孔徑分布不均勻,不利于鋰的均勻電沉積;較差的耐熱性能不利于鋰離子電池安全性能的改善。因此,開(kāi)發(fā)具有孔隙率高、電解液親和性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、耐熱性好等特性的高性能隔膜對(duì)發(fā)展高性能高安全鋰離子動(dòng)力電池具有重要的價(jià)值和意義。本論文針對(duì)以上問(wèn)題,對(duì)鋰離子電池隔膜進(jìn)行設(shè)計(jì),研究其組成和結(jié)構(gòu)對(duì)其性能的影響,從不同角度改善鋰離子電池安全性能和電化學(xué)性能。主要工作如下:一、以聚偏氟乙烯(PVDF)和商用紙(CP)為隔膜原料,通過(guò)真空抽濾法將一定量的聚偏氟乙烯(PVDF)溶液填充于纖維素微米級(jí)孔道間,制備了 CP-PVDF復(fù)合隔膜。結(jié)構(gòu)表征顯示,CP-PVD...
【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 鋰離子電池的概述
1.1.1 鋰離子電池的基本組成
1.1.2 鋰離子電池的充放電原理
1.1.3 鋰負(fù)極的保護(hù)
1.2 鋰離子電池隔膜的概述
1.2.1 鋰離子電池隔膜的市場(chǎng)需求
1.2.2 鋰離子電池隔膜的特性和要求
1.3 鋰離子電池隔膜的研究進(jìn)展
1.3.1 聚烯烴類(lèi)隔膜
1.3.2 涂覆復(fù)合隔膜
1.3.3 無(wú)紡布型隔膜
1.3.4 凝膠聚合物電解質(zhì)
1.4 聚偏氟乙烯的概述
1.5 聚多巴胺的概述
1.6 金屬有機(jī)骨架材料的概述
1.7 本論文的選題意義及研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)用品、儀器及方法原理
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及材料
2.2 實(shí)驗(yàn)主要儀器
2.3 隔膜結(jié)構(gòu)及性能表征
2.3.1 掃描電子顯微鏡表征
2.3.2 熱穩(wěn)定性能表征
2.3.3 力學(xué)性能表征
2.3.4 吸液率及電導(dǎo)率表征
2.3.5 孔隙率及孔徑分布表征
2.3.6 鋰離子遷移數(shù)表征
2.3.7 鋰的電沉積表征
2.3.8 線(xiàn)性?huà)呙璺卜ū碚?br> 2.3.9 電化學(xué)性能表征
第3章 PVDF直接增強(qiáng)紙復(fù)合隔膜的制備及電化學(xué)性能
3.1 引言
3.2 CP-PVDF隔膜的制備
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 結(jié)構(gòu)表征
3.3.2 熱穩(wěn)定性能表征
3.3.3 力學(xué)性能表征
3.3.4 吸液率及電導(dǎo)率表征
3.3.5 線(xiàn)性?huà)呙璺卜ū碚?br> 3.3.6 鋰的電沉積表征
3.3.7 鋰離子遷移數(shù)表征
3.3.8 電化學(xué)性能表征
3.4 本章小結(jié)
第4章 PDA直接改性紙復(fù)合隔膜的制備及電化學(xué)性能
4.1 引言
4.2 PDA-CP隔膜的制備
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 結(jié)構(gòu)表征
4.3.2 熱穩(wěn)定性能表征
4.3.3 力學(xué)性能表征
4.3.4 接觸角表征
4.3.5 吸液率及電導(dǎo)率表征
4.3.6 線(xiàn)性?huà)呙璺卜ū碚?br> 4.3.7 鋰的電沉積表征
4.3.8 電化學(xué)性能表征
4.3.9 鋰金屬形貌表征
4.4 本章小結(jié)
第5章 MOF修飾凝膠聚合物電解質(zhì)的制備及電化學(xué)性能
5.1 引言
5.2 PVDF-MOF隔膜的制備
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 結(jié)構(gòu)表征
5.3.2 熱穩(wěn)定性能表征
5.3.3 接觸角表征
5.3.4 吸液率及電導(dǎo)率表征
5.3.5 鋰的電沉積表征
5.3.6 電化學(xué)性能表征
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果
本文編號(hào)：3974974
【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 鋰離子電池的概述
1.1.1 鋰離子電池的基本組成
1.1.2 鋰離子電池的充放電原理
1.1.3 鋰負(fù)極的保護(hù)
1.2 鋰離子電池隔膜的概述
1.2.1 鋰離子電池隔膜的市場(chǎng)需求
1.2.2 鋰離子電池隔膜的特性和要求
1.3 鋰離子電池隔膜的研究進(jìn)展
1.3.1 聚烯烴類(lèi)隔膜
1.3.2 涂覆復(fù)合隔膜
1.3.3 無(wú)紡布型隔膜
1.3.4 凝膠聚合物電解質(zhì)
1.4 聚偏氟乙烯的概述
1.5 聚多巴胺的概述
1.6 金屬有機(jī)骨架材料的概述
1.7 本論文的選題意義及研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)用品、儀器及方法原理
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及材料
2.2 實(shí)驗(yàn)主要儀器
2.3 隔膜結(jié)構(gòu)及性能表征
2.3.1 掃描電子顯微鏡表征
2.3.2 熱穩(wěn)定性能表征
2.3.3 力學(xué)性能表征
2.3.4 吸液率及電導(dǎo)率表征
2.3.5 孔隙率及孔徑分布表征
2.3.6 鋰離子遷移數(shù)表征
2.3.7 鋰的電沉積表征
2.3.8 線(xiàn)性?huà)呙璺卜ū碚?br> 2.3.9 電化學(xué)性能表征
第3章 PVDF直接增強(qiáng)紙復(fù)合隔膜的制備及電化學(xué)性能
3.1 引言
3.2 CP-PVDF隔膜的制備
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 結(jié)構(gòu)表征
3.3.2 熱穩(wěn)定性能表征
3.3.3 力學(xué)性能表征
3.3.4 吸液率及電導(dǎo)率表征
3.3.5 線(xiàn)性?huà)呙璺卜ū碚?br> 3.3.6 鋰的電沉積表征
3.3.7 鋰離子遷移數(shù)表征
3.3.8 電化學(xué)性能表征
3.4 本章小結(jié)
第4章 PDA直接改性紙復(fù)合隔膜的制備及電化學(xué)性能
4.1 引言
4.2 PDA-CP隔膜的制備
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 結(jié)構(gòu)表征
4.3.2 熱穩(wěn)定性能表征
4.3.3 力學(xué)性能表征
4.3.4 接觸角表征
4.3.5 吸液率及電導(dǎo)率表征
4.3.6 線(xiàn)性?huà)呙璺卜ū碚?br> 4.3.7 鋰的電沉積表征
4.3.8 電化學(xué)性能表征
4.3.9 鋰金屬形貌表征
4.4 本章小結(jié)
第5章 MOF修飾凝膠聚合物電解質(zhì)的制備及電化學(xué)性能
5.1 引言
5.2 PVDF-MOF隔膜的制備
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 結(jié)構(gòu)表征
5.3.2 熱穩(wěn)定性能表征
5.3.3 接觸角表征
5.3.4 吸液率及電導(dǎo)率表征
5.3.5 鋰的電沉積表征
5.3.6 電化學(xué)性能表征
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果
本文編號(hào)：3974974
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