PVDF-HFP基复合多孔聚合物电解质膜的制备

摘要

聚合物锂离子电池不仅具有比能量高、循环寿命长和污染程度小等优点，而且与常规液态锂离子电池相比，具有更好的安全性和外形设计的灵活性，因而这种电池成为近些年化学电源研究和开发的热点。电解质隔膜在聚合物锂离子电池中起到了关键作用，其性能是决定电池性能的重要因素之一。
　　本文分别采用Bellcore制膜法和倒相制膜法,用无机纳米材料(SiO2、Al2O3)对聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）为基质的聚合物微孔膜材料进行了改性。实验结果表明，对本实验所制备的聚合物电解质的电化学性能，倒相制膜法优于Bellcore制膜法。倒相制膜法是利用溶剂与非溶剂的沸点之差通过蒸发的方法制膜，该方法简单，并且不需要使用增塑剂。
　　研究了溶剂种类、增塑剂(DBP)含量、非溶剂含量等对聚合物电解质膜的吸液率、表面形貌、机械性能、离子电导率，电化学稳定窗口等的影响。通过XRD、SEM、FTIR、交流阻抗，线性伏安扫描等测试手段对电解质膜的晶体结构、微观形貌、界面性能、电化学性能等进行了表征。对制备工艺进行了优化，研究了纳米SiO2和Al2O3对聚合物电解质膜相关性能的影响。
　　实验结果表明，在聚合物电解质隔膜中加入无机纳米材料后，隔膜的机械性能、离子电导率，离子迁移数，电化学稳定窗口都得到了提高，最佳掺入量均为6％。PVDF-HFP/SiO2和PVDF-HFP/Al2O3聚合物电解质隔膜的电导率(20℃)分别达到2.762×10-3和3.517×10-3S·cm-1，相应的离子迁移数为0.80和0.85，电化学稳定窗口为5.3V和5.8V。

目录

PVDF-HFP基复合多孔聚合物电解质膜的制备

PREPARATION OF PVDF-HFPMATRIX COMPLEX MICRO-POROUSPOLYMER ELECTROLYTEMEMBRANE

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 锂离子电池用聚合物电解质的研究现状

1.3 论文工作的意义及研究内容

第2章 实验药品和方法

2.1 实验药品及仪器

2.2 聚合物膜的制备

2.3 聚合物膜的物理化学性能测试

2.4 聚合物膜的电化学性能测试

第3章 Bellcore制膜法制备复合多孔聚合物电解质膜

3.1 溶剂种类对隔膜性能的影响

3.2 增塑剂DBP对隔膜性能的影响

3.3 无机纳米填料对隔膜性能的影响

3.4 本章小结

第4章 倒相制膜法制备复合多孔聚合物电解质膜

4.1 溶剂对PVDF-HFP 聚合物膜性能的影响

4.2 非溶剂含量对PVDF-HFP 聚合物膜性能的影响

4.3 无机纳米填料对PVDF-HFP 聚合物膜性能的影响

4.4 本章小结

结 论

参考文献

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