用于锂离子电池的聚合物电解质微孔膜的制备及其结构和性能研究

摘要

锂离子电池中，隔膜的作用非常重要，不仅能够分离正负极，而且能够防止短路等，由于隔膜本身具有较大的电阻，虽做了处理，但膜本身的吸液率不高，导致锂离子电池的离子电导率较低。为了改善隔膜的吸液率并提高离子电导率，人们对聚合物电解质的研究越来越多，聚偏氟乙烯具有良好的综合性能比较适宜作锂离子电池隔膜材料。本文利用相转移这个技术，第一步先制备PVDF多孔膜，并通过研究，利用改性解决了PVDF基膜材料结晶度高，吸液率和离子电导率低的问题，最后将改性后的多孔膜浸入到电解液中活化得到聚合物电解质体系。
　　本文研究了碳酸二乙酯（DEC）对多孔膜的结构和性能影响，找到了最佳实验方案。实验结果表明加入DEC后，多孔膜的孔隙率增大，吸液率明显改善，并提升了作为电解质膜的离子电导率，在最优条件下制备的电解质电化学稳定窗口较宽。
　　在PVDF与PMMA共混体系中研究了添加无机纳米材料TiO2后膜的性能，又研究了在添加TiO2后继续添加有机溶剂PEG400后膜的性能，并且找到了最优实验方案。添加纳米TiO2后，得出可以提高膜的强度和弯曲度，添加有机溶剂PEG400和无机纳米材料TiO2后，得出改性后可以提高制备的膜材料的各方面性能，提高孔隙率，膜的强度，进而提高电导率，电化学性能明显改善。综合改性后，扫描电镜图示，表明膜的孔组织结构分布均匀且完整，孔隙率明显提高。改性后，其离子电导率高达5.2mS/cm，多孔膜吸液率高达345%。

目录

声明

第一章 绪论

1.1锂离子电池的发展

1.2锂离子电池电解质的概述

1.3多孔聚合物电解质膜的制备方法

1.4本课题的研究目的

1.5 本课题的主要研究内容

第二章 实验材料及研究方法

2.1实验药品

2.2实验仪器

2.3电解质膜的制备

2.4聚合物多孔膜的研究方法

2.5聚合物电解质膜的研究方法

第三章PVDF基聚合物电解质膜的制备与研究

3.1引言

3.2实验步骤

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章PVDF/PMMA/TiO2型电解质膜的制备研究

4.1引言

4.2实验流程

4.3正交试验设计

4.4 结果与讨论

4.5本章总结

第五章 有机-无机掺杂共混型电解质膜的制备研究

5.1引言

5.2 实验流程

5.3结果与讨论

5.4本章小结

结论

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果