P(VDF-TrFE)基复合锂离子电池隔膜性能研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhaoyu_hit
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
通过电池把目前剩余能量存储起来是解决未来能源短缺问题最快便捷有效的方式之一,而锂离子电池是有目前诸多电子器件的主要电源。但是,隔膜的发展是锂离子电池快速发展的瓶颈,因此研发新型复合材料隔膜是提升锂电性能的重中之重。本文选取具有高介电常数和低绪晶度的含氟聚合物P(VDF-TrFE)为基体,为其中添加无机纳米颗粒,采用溶液浇注法制备复合膜,通过SEM、XRD、DSC、TGA、PT-IR、拉伸测式以及电化学测试等对复合膜的形貌,结晶度、热稳定性、力学性能、吸液率和电化学稳定性进行了测试研究。取得研究成果如下:1)采用去氯氢化反应制备了P(VDF-TrFE)材料,分别向其添加不同质量分数的BaTiO3和ZrO2纳米颗粒进行复合,然后采用溶液浇注法分别制备了BaTiO3/P(VDF-TrFE)和ZrO2/P(VDF-TrFE)纳米复合薄膜。发现随着无机陶瓷颗粒掺杂量的增加,隔膜的结晶性。拉伸断裂强度,孔隙率和吸液率逐渐提高,当陶瓷颗粒质置百分比达到15%时,隔膜性能可达到最佳值,以上性能均优于商业膜Celgard 2400。2)分别向P(VDF-TrFE)聚合物基体中添加不同质量分数的PDA@BaTiO3和PDA@ZiO2纳米颗粒,通过溶液浇注法制备了PDA@BaTiO3/P(VDF-TrFE)和PDA@ZrO2/P(VDF-TrFE)复合薄膜,比较发现,经富含羟基结构的PDA改性后的复合膜结晶度提高,且能保持较好的热力学特性,具有更高的闭孔温度,同时,多巴胺的改性使得PDA@ZrO2/P(VDF-TrFE)隔膜的拉伸强度减小,但断裂伸长率大幅增加,机械强度提升,孔隙率及浸润性均有所提高。3)采用传统方式组装了纽扣式电池并对其性能做了测试,发现ZrO2/P(VDF-TrFE)电池隔膜的放电比容量高达135 mA·h·g-1,库伦效率持续稳定在100%左右,界面阻抗值小于商用Celgard 2400样品膜;此外,质量百分比为15%的ZrO2/P(VDF-TrFE)隔膜界面阻抗更小,电池内部氧化还原反应更容易;相比包覆前,PDA@ZrO2/P(VDF-TrFE)隔膜与电极接触更紧密,界面阻抗更小,更有利于电荷的转移,说明PDA的改性有利于提高隔膜与电极之间的亲和作用。以上结果表明,P(VDF-TrFE)铁电聚合物做基材,PDA改性BaTiO3和ZrO2作为填充无机材料而构建的复合材料薄膜具有优良的机械、理化性能,加之利用其封装后的纽扣电池具有优良的充放电性能,该 PDA@BaTiO3/P(VDF-TrFE)和 PDA@ZrO2/P(VDF-TrFE)隔膜可谓后续应用研究提供参考。
其他文献
介绍一种汽车制动性能检测系统的结构及工作原理,并对制动性能测试方法和测试结果进行了分析研究.结果表明,由于受到轴荷、滚筒夹角及滚筒表面附着系数等因素的影响,在反力式滚筒
近年随着数据库、网络等各种计算机技术的发展,人们希望能够通过数字挖掘技术对海量数据进行更高效快捷的挖掘分析,如何更好地利用海量数据及提高数据挖掘技术的效率已经成为
软件无线电作为一种新的通信体已成为近几年通信界研究和开发的热点。信号调制方式的自动识别是软件无线电中必须具备的功能。本文用决策理论的方法对经常通用的信号ASK,FSK,
采用二次固相反应法制备Ba0.7Sr0.3TiO3介电陶瓷,研究了掺杂钴、钇离子对钛酸锶钡介电性能的影响。结果表明,陶瓷样品Y3+、Co3+的最佳掺杂浓度分别为0.04mol%和0.05mol%,最佳烧
为寻求PMN-32PT单晶电学性能不稳定的成因,利用准静态压电常数测试仪、数字电桥和EDS对[-001]切型PMN-32PT单晶的电学性能和成分分布进行了对比分析,并考察了裂纹对晶体电学性
采用快速碳化试验对C40泵送混凝土抗碳化能力随早期保湿养护时间和矿渣掺量的变化规律进行了试验研究。结果表明,混凝土抗碳化能力随着早期保湿养护时间的减少和矿渣掺量的增
对《铁路数字移动通信系统(GSM-R)设计规范》(TB 10088-2015)进行深入分析和研究。结合GSM-R移动交换子系统网络现状,对移动交换子系统网络结构、节点设置、路由选择等工程设计内
袭警是备受社会关注的一类犯罪现象。《刑法修正案(九)》在原有第277条的基础上增设了一款作为第5款:“暴力袭击正在依法执行职务的人民警察的,依照第一款的规定从重处罚”。
抗生素是20世纪最重要的医学发现之一,它有效地治疗及控制了细菌感染性疾病。近年来由于抗生素在临床上以及动物养殖业上的广泛应用,导致了抗生素耐药基因和耐药菌在全球范围